并发控制艺术：Java ReentrantLock与Synchronized的区别

原创亦凉 2024-11-12 03:03 0阅读 0赞

在Java中，`ReentrantLock`和`synchronized`都是用来实现线程同步的机制，以确保多个线程在访问共享资源时能够保持数据的一致性和完整性。它们之间有一些关键的区别：

1. **锁的公平性**：
- `synchronized`：默认情况下是非公平锁，也就是说，锁的获取顺序并不保证是按照线程请求锁的顺序来的。不过，可以通过`-XX:+UseBiasedLocking`参数来改变这一行为。
- `ReentrantLock`：提供了公平锁和非公平锁的选项。公平锁会按照线程请求锁的顺序来分配锁，而非公平锁则可能让某些线程“插队”。

2. **锁的尝试获取**：
- `synchronized`：没有提供尝试获取锁的机制，即`tryLock()`方法。一个线程在获取`synchronized`锁时，如果锁被其他线程占用，它会一直等待直到锁被释放。
- `ReentrantLock`：提供了`tryLock()`方法，允许线程尝试获取锁，如果获取失败，线程可以选择不等待而是立即返回或者稍后重试。

3. **锁的可中断性**：
- `synchronized`：当一个线程在等待获取`synchronized`锁时，它不能响应中断，即不能通过中断来让等待锁的线程放弃等待。
- `ReentrantLock`：提供了可中断的锁获取操作，线程在等待获取锁的过程中可以响应中断，通过`lockInterruptibly()`方法实现。

4. **条件变量**：
- `synchronized`：需要结合`Object`的`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法来实现条件变量的功能。
- `ReentrantLock`：提供了`Condition`接口，可以注册多个等待/通知条件，提供了比`Object`更灵活的条件变量支持。

5. **锁的状态查询**：
- `synchronized`：没有提供直接的方法来查询锁的状态，比如是否有线程持有锁，或者有多少线程正在等待该锁。
- `ReentrantLock`：提供了`isLocked()`、`isHeldByCurrentThread()`、`getWaitQueueLength()`等方法，可以查询锁的状态。

6. **锁的实现**：
- `synchronized`：是Java语言内置的同步机制，其实现依赖于JVM，通常涉及到操作系统层面的互斥锁。
- `ReentrantLock`：是基于`AbstractQueuedSynchronizer`（AQS）实现的，是一个显式的锁机制。

7. **性能**：
- 在某些情况下，`ReentrantLock`的性能可能优于`synchronized`，尤其是在需要高级功能（如尝试非阻塞获取锁、可中断的锁获取等）时。
-但是，`synchronized`的开销通常更小，因为它的实现更简单，且JVM和硬件对`synchronized`进行了优化。

总的来说，`ReentrantLock`提供了比`synchronized`更灵活和更强大的功能，但同时也带来了更复杂的使用方式。在不需要这些高级功能的情况下，`synchronized`通常是更简单、更高效的选择。