Synchronized与ReentrantLock实现原理的区别

在Java中,Synchronized和ReentrantLock都是实现锁的常见方式。它们均能保证线程安全,但是实现原理上存在一定差异。
本文将详细分析Synchronized和ReentrantLock的实现原理差异。

Synchronized

Synchronized是Java语言内置的实现锁的机制。

• 使用synchronized关键字修饰实例方法,获取的是当前对象锁。
• 使用synchronized关键字修饰静态方法,获取的是当前类锁。
  Synchronized的工作原理:
• 线程试图获取对象锁时,会首先获取monitor对象。
• 如果当前monitor对象没有被其他线程持有,则获取该对象锁成功。
• 如果已经被其他线程持有,则当前线程进入阻塞状态,被添加到wait queue中。
• 直到持有锁的线程释放锁,阻塞队列中的一个线程被唤醒获取锁。
  Synchronized存在以下特点:
• 锁自动释放。当同步方法/码块执行完毕,锁自动释放。
• 不需要手动释放锁。
• 不能中断。当线程获取到锁进入阻塞状态时,无法被外部中断。
• 非公平锁。当锁被释放后,获取锁的顺序有随机性。

ReentrantLock

ReentrantLock是一个高级锁,实现了java.util.concurrent.locks.Lock接口。
它提供更多的功能与更灵活的使用方式。
ReentrantLock的工作原理:

• ReentrantLock使用一个整型计数器保持获取锁的次数。
• 当计数器为0时,锁是空闲的。线程获取锁,计数器变为1。
• 当计数器大于0时,锁已被占用。其它线程需要阻塞。
• 线程在释放锁时,计数器减1。直到变为0时锁才真正释放。
  ReentrantLock与Synchronized的区别:
• ReentrantLock需要手动释放锁。使用unlock()方法。
• 支持中断。线程等待锁时可以 externally interruptible。
• 支持公平锁。可以通过构造函数指定。
• 提供超时获取锁方法。即获取锁等待特定时间。
• 支持多个条件。可以通过newCondition()接口来新建。
  总的来说:
• Synchronized依赖JVM实现, ReentrantLock完全由开发人员自己实现。
• ReentrantLock提供了更多的高级功能,但使用代码量也更多。
• 在performance方面,ReentrantLock略微优于Synchronized。
  两种实现均可保证线程安全,在具体使用时,需要根据实际需求进行比较后选择。