Java | ReentrantLock 锁和 synchronized 锁的区别和共同特点是什么？

ReentrantLock 和 synchronized 都是 Java 中的锁机制，主要用于实现线程间的互斥访问，确保线程安全。它们有一些共同点，也有各自的特性和区别。以下是二者的详细对比：

一、共同特点

1. 可重入性：两者都是可重入锁，即同一线程可以多次获取该锁而不会被阻塞。可重入性允许递归调用带锁的方法而不会导致死锁。

2. 互斥性：两者都提供了互斥访问机制，确保同一时间只有一个线程能够进入受保护的代码块。

3. 线程安全性：两者都可以保证线程安全，确保共享资源在多线程环境下不出现数据不一致的情况。

4. 内存可见性：两者在解锁之前，都会将工作内存中的修改刷新到主内存中，这样其他线程可以看到最新的共享变量值，保证了变量在多线程环境下的可见性。

二、区别

1. 获取锁的方式：

   • ReentrantLock：可以使用 lock() 方法手动获取锁，同时提供 tryLock() 和 lockInterruptibly() 方法，可以更灵活地控制锁的获取，例如实现带超时的锁获取，响应中断等。
   • synchronized：自动获取锁，不支持手动控制和带超时的获取，一旦进入等待状态，只能等到锁被释放或线程被中断。

2. 锁的释放：

   • ReentrantLock：需要显式调用 unlock() 方法来释放锁，通常放在 try-finally 结构中，以确保锁的正确释放。
   • synchronized：锁的释放由 JVM 自动管理，当持有锁的线程退出同步代码块时，锁会自动释放。

3. 公平锁和非公平锁：

   • ReentrantLock：可以选择公平锁（严格按照请求顺序分配）或非公平锁（可能让新来的线程插队）。通过构造函数 new ReentrantLock(true) 来创建公平锁。
   • synchronized：始终是非公平锁，不保证线程获得锁的顺序。

4. 性能：

   • ReentrantLock：在高并发环境中表现良好，非公平锁模式下性能优于 synchronized。它允许更多的控制和优化。
   • synchronized：从 Java 6 起，synchronized 得到了大量优化，如偏向锁、轻量级锁和自适应自旋锁的引入，使得 synchronized 在低竞争环境下开销更小。

5. 中断响应：

   • ReentrantLock：支持线程在等待锁时响应中断（lockInterruptibly()），适用于需要灵活控制的场景。
   • synchronized：不支持中断等待，线程在等待锁时不能响应中断。

6. Condition条件等待：

   • ReentrantLock：可以结合 Condition 实现多条件等待和唤醒，类似于 Object.wait() 和 Object.notify()，但更加灵活。可以在一个锁上创建多个 Condition 实例，实现不同的等待队列。
   • synchronized：依赖于 wait()、notify() 和 notifyAll() 实现线程间通信，且同一对象只能有一个等待队列，控制较为简单。

7. 灵活性：

   • ReentrantLock：提供更丰富的 API 和控制手段，例如支持超时获取锁、可以查询锁状态、实现多个条件等待等，适用于复杂的并发控制场景。
   • synchronized：语法简单，适合基本的互斥需求，但灵活性较低。

三、使用建议

• ReentrantLock 适合需要复杂锁控制的场景，如实现公平锁、响应中断、带超时的锁、多个条件等待等高并发业务逻辑。
• synchronized 适合简单的同步操作，并且由于其简单直接和 JVM 优化，在普通的线程互斥场景中推荐使用。

总结

选择哪种锁应基于具体业务需求。简单的同步建议使用 synchronized，而复杂的并发控制场景可以考虑 ReentrantLock。