深入剖析 Java 并发编程的底层实现：volatile、Synchronized 和 ReentrantLock

Java并发编程简介

在计算机编程中，并发编程是指允许一个程序同时执行多个任务。在Java语言中，可以通过多线程来实现并发编程。多线程允许一个程序同时执行多个任务，从而提高程序的效率。然而，多线程编程也给程序带来了很多挑战，例如数据共享问题、同步问题等。

为了解决这些挑战，Java提供了多种并发编程工具，例如volatile、Synchronized关键字和ReentrantLock锁。这些工具可以帮助程序员编写出线程安全的代码，从而避免并发编程中常见的问题。

Volatile关键字

Volatile关键字用于修饰变量，它可以保证变量的可见性和原子性。这意味着，当一个线程修改了一个volatile变量时，其他线程可以看到这个修改，并且这个修改是原子的，即要么全部发生，要么根本不发生。

Volatile关键字是通过在编译时将变量存储在主内存中来实现的。这样，当一个线程修改了变量的值时，这个修改会立即反映到主内存中，其他线程可以看到这个修改。

Synchronized关键字

Synchronized关键字用于修饰方法或代码块，它可以保证对共享资源的访问是互斥的。这意味着，当一个线程正在访问共享资源时，其他线程不能同时访问该共享资源。

Synchronized关键字是通过在编译时将方法或代码块编译成一个监视器对象来实现的。当一个线程想要访问共享资源时，它必须首先获取监视器对象的锁。如果监视器对象已经被其他线程锁定了，那么该线程必须等待，直到其他线程释放锁。

ReentrantLock锁

ReentrantLock锁是Java中的一种显式锁，它可以用来控制对共享资源的访问。ReentrantLock锁与Synchronized关键字类似，它也可以保证对共享资源的访问是互斥的。

ReentrantLock锁的主要特点是它可以重入，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁。这在某些情况下非常有用，例如在一个递归函数中需要访问共享资源时。

volatile、Synchronized和ReentrantLock的比较

volatile、Synchronized和ReentrantLock都是Java中用于解决并发编程问题的工具，但它们各有自己的特点和适用场景。

特性	volatile	Synchronized	ReentrantLock
可见性	是	是	是
原子性	是	是	是
互斥性	否	是	是
重入性	否	否	是
性能	最高	中等	最低

结语

volatile、Synchronized和ReentrantLock都是Java中非常重要的并发编程工具，它们可以帮助程序员编写出线程安全的代码，从而避免并发编程中常见的问题。程序员需要根据具体的情况选择合适的并发编程工具来解决问题。