synchronized与ReentrantLock的爱恨情仇

Posted 2023-02-20 姓chen的大键哥

Java并发编程中，经常会遇到数据同步或者并发访问的问题，解决这类问题，可以使用锁来保证多线程并发访问的安全性。
Java 提供了两种锁机制来控制多个线程对共享资源的互斥访问，第一个是 JVM 实现的 synchronized，而另一个是 JDK 实现的 ReentrantLock。

synchronized

synchronized可以加在方法上使用，也可以使用synchronized代码块来进行同步

同步代码块

public void funcation() 
    synchronized (object) 
		//同步块中代码
    

它只作用于同一个对象，如果调用两个对象上的同步代码块，就不会进行同步。

public void funcation() 
	//this或者类名.class
    synchronized (this) 
		//同步块中代码
    

同步一个类，同步块作用于整个类，也就是说两个线程调用同一个类的不同对象上的这种同步语句，也会进行同步。

同步方法

//同步一个普通方法
public synchronized void funcation() 
    // ...

它和同步代码块一样，作用于同一个对象。

//同步一个静态方法
public synchronized static void fun() 
    // ...

它和同步一个类一样，作用于整个类

ReentrantLock

ReentrantLock 是 java.util.concurrent（J.U.C）包中的锁。

public class LockTest 

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void funcation() 
        lock.lock();
        try 
            for (int i = 0; i < 100; i++) 
                System.out.print(i + " ");
            
         finally 
			// 确保释放锁，从而避免发生死锁。
            lock.unlock(); 
        
    

synchronized和ReentrantLock区别

可重入性：

从名字上理解，ReenTrantLock的字面意思就是再进入的锁，synchronized关键字所使用的锁也是可重入的，两者关于这个的区别不大。两者都是同一个线程没进入一次，锁的计数器都自增1，所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。

锁的实现：

Synchronized是依赖于JVM实现的，而ReenTrantLock是JDK实现的。这有什么区别呢，简单的来说，就像一个功能通过操作系统控制实现（synchronized）和手动敲代码实现（ReentrantLock），前者的实现比较难以看到，后者有现成源码可读

性能的区别：

在Synchronized优化以前，synchronized的性能是比ReenTrantLock差很多的（都要从用户态线程切换成内核态线程），但是自从Synchronized引入了偏向锁，轻量级锁（自旋锁）后，两者的性能就差不多了，在两种方法都可用的情况下，官方建议使用synchronized，其实synchronized的优化的部分使用了CAS技术，这与ReenTrantLock一样，这么做目的是试图在用户态就把加锁问题解决，避免进入内核态的线程阻塞。

功能上的区别

1. 便利性：很明显Synchronized的使用比较方便简洁，并且由编译器去保证锁的加锁和释放，而ReenTrantLock需要手工声明来加锁和释放锁，为了避免忘记手工释放锁造成死锁，所以最好在finally中声明释放锁。
2. ReenTrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁（公平锁就是先等待的线程先获得锁）。
3. ReenTrantLock提供了一个Condition（条件）类，用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们，而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。
4. 当持有锁的线程长期不释放锁的时候，正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。ReentrantLock 可中断（通过lock.lockInterruptibly()来实现），而 synchronized 不行。

如何选用这两种锁

除非需要使用 ReentrantLock 的高级功能，否则优先使用 synchronized。
因为 synchronized 是 JVM 实现的一种锁机制，JVM 原生地支持它，而 ReentrantLock 不是所有的 JDK 版本都支持。
并且使用 synchronized 不用担心没有释放锁而导致死锁问题，因为 JVM 会确保锁的释放。而ReentrantLock必须手动释放锁，不然会造成死锁，经验不足的程序员开发时可能会忘记释放锁导致程序出错。