面试题：ReentrantLock与synchronized区别

ReentrantLock和synchronized`都是Java中用于实现线程同步的机制，但它们在多个方面存在显著的区别：

1. 实现方式

• synchronized：

  • 是Java语言的关键字，属于原生语法层面的互斥锁。
  • 由JVM实现，不需要显式地获取和释放锁。

• ReentrantLock：

  • 是JDK 1.5之后提供的API层面的互斥锁。
  • 需要通过lock()方法显式地获取锁，并通过unlock()方法显式地释放锁。

2. 锁的获取和释放

• synchronized：

  • 锁的获取和释放是隐式的，编译器会自动在同步块的前后插入monitorenter和monitorexit字节码指令。
  • 如果获取锁失败，线程会进入阻塞状态，直到锁被释放。

• ReentrantLock：

  • 锁的获取和释放是显式的，需要手动调用lock()和unlock()方法。
  • 为了避免忘记释放锁导致死锁，通常建议在finally块中调用unlock()方法。

3. 锁的公平性

• synchronized：

  • 默认情况下是不公平的，即线程获取锁的顺序是不确定的。

• ReentrantLock：

  • 可以选择公平锁或非公平锁。通过构造函数参数指定是否使用公平锁。
  • 公平锁会按照线程请求锁的顺序来分配锁，但性能相对较低。

4. 锁的粒度

• synchronized：

  • 锁的粒度较粗，一个同步块只能锁定一个对象。

• ReentrantLock：

  • 锁的粒度较细，可以通过tryLock()方法尝试获取锁，如果获取失败可以进行其他操作。
  • 支持多个条件变量（Condition），可以在不同的条件下等待和通知线程。

5. 性能

• synchronized：

  • 在Java 6之后，synchronized进行了大量优化，包括偏向锁、轻量级锁和自旋锁，性能得到了显著提升。
  • 在大多数情况下，synchronized的性能已经足够好。

• ReentrantLock：

  • 提供了更多的灵活性和高级功能，如可中断锁、超时锁等。
  • 在某些特定场景下，ReentrantLock的性能可能优于synchronized，特别是在需要细粒度控制和高级功能的场景下。

6. 可重入性

• synchronized：

  • 是可重入的，即一个线程可以多次获取同一个锁而不会导致死锁。

• ReentrantLock：

  • 也是可重入的，通过内部计数器来记录线程获取锁的次数。

示例代码

synchronized示例

public class SynchronizedExample {
    private int count = 0;
 
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
 
    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

ReentrantLock示例

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

总结

• synchronized：简单易用，适用于大多数场景，性能较好。
• ReentrantLock：灵活性高，适用于需要细粒度控制和高级功能的场景。

选择哪种同步机制取决于具体的应用场景和需求。