深入剖析 ReentrantLock，揭秘重入锁的奥秘

2024-01-12 23:11:56

ReentrantLock：深入理解重入锁及其与 synchronized 的区别

在多线程编程中，锁机制至关重要，它确保了代码块在同一时刻只被一个线程执行。ReentrantLock 作为 Java 中一种常见的锁实现，以其重入特性而著称。本文将深入探讨 ReentrantLock 的工作原理，并将其与 Java 内置的 synchronized 进行对比，帮助开发者更好地理解和应用这些锁机制。

ReentrantLock 原理

ReentrantLock 是一种可重入锁，意味着一个线程可以多次获取同一把锁。当一个线程获取锁时，它会持有锁计数，每获取一次锁，计数就加一；释放锁时，计数减一。只有当计数为零时，锁才会被释放。这种机制允许一个线程多次进入同一临界区，从而避免了死锁的风险。

ReentrantLock 的实现基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架，该框架提供了同步原语的基本实现。AQS 使用一个队列来管理等待获取锁的线程，当锁可用时，队首线程将获取锁。

ReentrantLock 与 synchronized 的区别

ReentrantLock 和 synchronized 都是 Java 中用于实现同步的机制，但它们有一些关键区别：

重入性： ReentrantLock 是可重入锁，而 synchronized 不是。这意味着一个线程可以多次获取同一把 ReentrantLock，但对于 synchronized，一个线程只能一次获取一个锁。
性能： ReentrantLock 通常比 synchronized 具有更好的性能，因为 ReentrantLock 使用队列来管理等待线程，而 synchronized 使用锁监视器，后者在高并发场景下可能存在性能问题。
粒度： ReentrantLock 允许开发者对同步粒度进行更细致的控制，而 synchronized 的粒度相对较粗。
灵活性： ReentrantLock 提供了更多的灵活性，例如它允许开发者查询锁状态、设置公平锁和超时等待锁。synchronized 则缺乏这些高级特性。

何时使用 ReentrantLock？

ReentrantLock 非常适合以下场景：

需要重入锁的代码块
需要对同步粒度进行更细致控制的情况
需要高级锁操作（如查询锁状态或超时等待）的场景

何时使用 synchronized？

synchronized 非常适合以下场景：

不需要重入锁的代码块
同步粒度要求不高的简单场景
需要简单易用的同步机制的情况

代码示例

下面是一个使用 ReentrantLock 和 synchronized 实现同步的代码示例：

// 使用 ReentrantLock
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void synchronizedMethod() {
    lock.lock();
    try {
        // 同步代码块
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

// 使用 synchronized
public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 同步代码块
}