独家解析Synchronized与ReentrantLock的实现原理与区别

引言

在Java并发编程中，synchronized和ReentrantLock都是常用的同步机制，它们都用于控制对共享资源的访问，以确保线程安全。然而，这两种同步机制在实现原理、特性和适用场景上存在差异。

原理剖析

synchronized

synchronized是Java语言内置的同步，它可以通过关键字synchronized修饰方法或代码块来实现同步。当一个线程进入synchronized同步块时，它将获得该同步块所属对象的锁，其他线程试图访问该同步块时将被阻塞，直到持有锁的线程释放锁。

ReentrantLock

ReentrantLock是Java并发包java.util.concurrent.locks中提供的显式锁，它是一个可重入锁，这意味着一个线程可以多次获得同一把锁，并且该锁可以被多个线程同时持有。ReentrantLock通过公平锁和非公平锁两种实现方式来控制对资源的访问。

特性比较

特性	synchronized	ReentrantLock
实现方式	关键字	显式锁
可重入性	不可重入	可重入
公平性	不公平	支持公平锁和非公平锁
锁定范围	方法或代码块	任意代码块
等待队列	无	有
可中断性	不可中断	可中断
锁的状态	无	等待、已获取、未获取

适用场景

synchronized

synchronized适用于以下场景：

• 当需要对共享资源进行同步访问时，并且不需要对同步机制进行更精细的控制。
• 当需要确保代码块或方法在同一时间只被一个线程执行时。
• 当需要在多线程环境中保护共享数据的一致性时。

ReentrantLock

ReentrantLock适用于以下场景：

• 当需要对共享资源进行同步访问时，并且需要对同步机制进行更精细的控制。
• 当需要在一个线程中多次获取同一把锁时。
• 当需要使用公平锁或非公平锁来控制对资源的访问时。
• 当需要中断等待锁的线程时。
• 当需要知道锁的状态时。

性能对比

在性能方面，synchronized和ReentrantLock的性能差异很小，在大多数情况下，它们的性能几乎相同。然而，在某些情况下，ReentrantLock的性能可能会略优于synchronized。例如，当需要对共享资源进行频繁的同步访问时，ReentrantLock的性能可能会略优于synchronized。

总结

synchronized和ReentrantLock都是Java并发编程中常用的同步机制，它们都有各自的特性和适用场景。在选择使用哪种同步机制时，需要根据具体的应用场景和需求来做出选择。