synchronized 和 lock 到底有什么区别

Java极客技术

发布于 2024-03-02 09:24:58

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发布于 2024-03-02 09:24:58

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我们昨天说过了关于这个 Java 的 volatile 关键字了，但是我们还需要知道一个关键字，那么就是 synchronized 这个关键字，为什么呢？因为在开发的过程中我们会经常的使用到这个关键字，但是呢，又会有很多的人对这个理解的不明白，并且，和 lock 一起给混淆掉，今天了不起就来说说这个 synchronized 和 lock 的区别。

synchronized

synchronized 是Java中的一个关键字，用于控制对共享资源的并发访问，从而防止多个线程同时访问某个特定资源，这被称为同步。这个关键字可以用来修饰方法或代码块。

修饰方法

当synchronized修饰一个方法时，它表示整个方法体都是同步的，即同时只能有一个线程可以执行这个方法。

代码示例：

public synchronized void synchronizedMethod() {  
    // 方法体  
}

修饰代码块

synchronized也可以用来修饰一个代码块，这时需要指定一个锁对象。当一个线程进入synchronized代码块时，它需要获得这个锁对象的监视器锁，如果锁已经被其他线程持有，则该线程将被阻塞，直到锁被释放。

public void method() {  
    synchronized (this) {  
        // 代码块  
    }  
}

在这个例子中，this是锁对象。你也可以使用其他对象作为锁。

我们需要注意的几点内容:

synchronized锁是可重入的，也就是说，一个线程可以多次获得同一个锁而不会发生死锁。
使用synchronized需要谨慎，因为不当的使用可能导致死锁或性能问题。
synchronized是一种内置锁，也被称为互斥锁或监视器锁。Java中的每个对象都有一个与之关联的监视器锁。
synchronized关键字的实现是基于JVM的，因此它的行为可能因JVM的实现而异。

我们总结一下：

synchronized 可以给类，方法，代码块加锁。

那么 Lock 呢？

LOCK

Java 的 Lock 接口及其实现类提供了一种比 synchronized 关键字更加灵活和可控制的锁机制。Lock 接口在 java.util.concurrent.locks 包中定义，它允许更细粒度的控制，包括尝试获取锁、定时获取锁以及可中断地获取锁等能力。

Lock 接口的主要方法：

lock(): 获取锁。如果锁被其他线程持有，则当前线程将被禁用，直到获取到锁。
tryLock(): 尝试获取锁，如果成功则立即返回 true，如果锁被其他线程持有则返回 false。
tryLock(long time, TimeUnit unit): 在指定的时间内尝试获取锁，如果成功则返回 true，如果在指定时间内没有获取到锁则返回 false。
unlock(): 释放锁。
newCondition(): 返回一个绑定到此 Lock 实例的 Condition 对象，用于等待/通知机制。

而这个 Lock 的主要实现类就是ReentrantLock。

也就是可重入锁，意味着一个线程可以多次获取同一个锁而不会发生死锁。它提供了与 synchronized 类似的功能，但提供了更多的灵活性。

我们看一段代码示例：

import java.util.concurrent.locks.Lock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
  
public class Counter {  
    private final Lock lock = new ReentrantLock();  
    private int count = 0;  
  
    public void increment() {  
        lock.lock();  // 获取锁  
        try {  
            count++;  
        } finally {  
            lock.unlock();  // 释放锁  
        }  
    }  
  
    public int getCount() {  
        return count;  
    }  
}

在这个例子中，Counter 类使用了一个 ReentrantLock 来确保 increment 方法的原子性。每次调用 increment 方法时，都会先获取锁，然后增加计数器，最后释放锁。

LOCK 和 synchronized 的比较

灵活性: Lock 提供了更灵活的锁获取方式，包括尝试获取和定时获取，而 synchronized 不支持这些功能。

等待可中断: Lock 的获取操作可以被中断，而 synchronized 的等待不能被中断。

锁分离: Lock 允许将等待/通知机制与锁分离，通过 Condition 对象来实现，而 synchronized 的等待/通知是与对象锁关联的。

性能: 在某些情况下，ReentrantLock 可能比 synchronized 提供更好的性能，特别是在高竞争的场景下，但这也取决于具体的使用情况。

语法简洁性: synchronized 的语法更简洁，适合简单的同步需求。

所以大家在选择使用 Lock 还是 synchronized 取决于具体的应用场景和需求。在需要更高级功能或更高性能的场景下，Lock 可能是更好的选择。在简单的同步需求下，synchronized 通常更易于使用和理解。

但是他们的底层区别在哪呢？

lock 和 synchronized 底层原理区别

Synchronized是Java语言内置的关键字，它的实现是基于JVM的，源码在JVM中，用C++语言实现。其锁机制是基于对象头的Mark Word来实现的，包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁。当线程尝试进入synchronized代码块或方法时，JVM会根据当前对象的锁状态以及线程的锁请求来进行相应的处理。

Lock是一个接口，它的实现类如ReentrantLock是由JDK提供的，用Java语言实现。Lock的实现是基于Java代码的，它通过内部的AbstractQueuedSynchronizer（AQS）框架来实现锁的获取、释放以及线程等待和唤醒等功能。AQS框架是JDK中提供的一个用于构建锁和同步器的框架，它维护了一个FIFO的队列来管理等待获取锁的线程。

对于他们的区别，你理解了多少呢？