synchronized和ReentrantLock区别和比较

  • 发布时间:2023-08-24 23:10:38
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synchronized和ReentrantLock区别

引言

在Java中,synchronized和ReentrantLock都是用于实现线程同步的技术。线程同步是多线程编程中非常重要的一个概念,可以确保多个线程在访问共享资源时按照一定的顺序执行,避免数据不一致或竞争条件的问题。本文将讨论synchronized和ReentrantLock的区别,包括使用方式、性能、可重入性、公平性等方面。

1. 使用方式

synchronized

synchronized是Java中的关键字,用于修饰方法或代码块。使用synchronized修饰方法时,表示该方法是一个临界区,同一时间只能有一个线程访问该方法。使用synchronized修饰代码块时,需要指定一个对象作为锁,只有获取该锁的线程才能执行该代码块。

示例代码:

public synchronized void method() {
    // 临界区代码
}

public void method2() {
    synchronized (this) {
        // 临界区代码
    }
}

ReentrantLock

ReentrantLock是Java中的一个类,位于java.util.concurrent.locks包中。与synchronized不同,ReentrantLock是一个独立的类,提供了更灵活的线程同步机制。

示例代码:

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

2. 性能

synchronized

synchronized是Java中内置的一种锁机制,JVM内部会对synchronized进行优化。在JDK6以后,synchronized引入了偏向锁、轻量级锁和重量级锁等机制,根据锁竞争的情况自动升级锁的级别,以提高并发性能。

ReentrantLock

ReentrantLock相对于synchronized来说,性能较差。这是因为ReentrantLock是基于CAS(Compare And Swap)+ AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现的,需要进行显式的加锁和释放锁操作。在低竞争的情况下,synchronized性能更好,而在高竞争的情况下,ReentrantLock性能可能更好。

3. 可重入性

synchronized

synchronized是可重入的,即一个线程已经持有了某个锁,在该锁还没有释放的情况下,可以重复获取该锁。

ReentrantLock

ReentrantLock也是可重入的,线程可以重复获取同一个ReentrantLock对象的锁。这个特性对于一些复杂的同步场景非常有用。

4. 公平性

synchronized

synchronized是非公平锁,当一个线程释放锁时,系统会从等待队列中随机选择一个线程来获得锁。

ReentrantLock

ReentrantLock既可以是公平锁也可以是非公平锁,默认情况下是非公平锁。可以通过构造函数来指定锁的公平性。

示例代码:

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); // 公平锁
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false); // 非公平锁

总结

  1. 性能:synchronized是Java语言内置的关键字,而ReentrantLock是一个基于CAS(Compare And Swap)+ AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现的类。通常情况下,synchronized的性能比ReentrantLock更高效,因为synchronized是由JVM直接支持的,而ReentrantLock是通过Java代码实现的。

  2. 可中断性:ReentrantLock可以提供可中断的锁,即当一个线程正在等待获取锁时,可以被其他线程中断。而synchronized在等待锁时,无法被中断,只能等待获取锁。

  3. 公平性:ReentrantLock可以实现公平锁,即多个线程按照申请锁的顺序获取锁。而synchronized是非公平的,多个线程争抢锁时没有固定的顺序。

  4. 锁的获取方式:ReentrantLock提供了多种获取锁的方式,例如可重入、可轮询、可定时等待等,而synchronized只能通过关键字的方式获取锁。

  5. 锁的释放方式:使用synchronized关键字获取的锁会在代码块执行完毕或者抛出异常时自动释放,而ReentrantLock需要手动释放锁,否则可能会导致死锁的发生。

synchronized和ReentrantLock都是Java中用于实现线程同步的技术,具有不同的特点。根据具体的需求和场景选择合适的锁机制是很重要的。

总的来说,synchronized使用起来更加简单,而ReentrantLock提供了更灵活的线程同步机制。当需要更细粒度地控制锁的获取和释放时,或者需要更高级的特性例如可中断性和公平性时,可以使用ReentrantLock。而在一般情况下,使用synchronized关键字即可满足需求,并且更简单、更高效。

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