java线程中synchronized和Lock区别及介绍

synchronized 介绍与使用

synchronized 和 Lock 都是 Java 中用于实现线程同步的机制，它们都可以保证线程安全。

synchronized 可用来修饰普通方法、静态方法和代码块，当一个线程访问一个被 synchronized 修饰的方法或者代码块时，会自动获取该对象的锁，其他线程将会被阻塞，直到该线程执行完毕并释放锁。这样就保证了多个线程对共享资源的操作的互斥性，从而避免了数据的不一致性和线程安全问题。

synchronized 基本使用如下：

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

此时我们再使用多线程调用上面类的 increment 或 getCount 时，就不会出现线程安全问题了，如下代码所示：

public class SynchronizedDemoTest {
    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();
        Runnable r = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                demo.increment();
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(r);
        Thread t2 = new Thread(r);
        t1.start();
        t2.start();
        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Count: " + demo.getCount());
    }
}

Lock 介绍与使用

Lock 是一种线程同步的机制，它与 synchronized 相似，可以用于控制对共享资源的访问。相比于 synchronized，Lock 的特点在于更加灵活，支持更多的操作。

Lock 接口定义了以下方法：

• lock()：获取锁，如果锁已被其他线程占用，则阻塞当前线程。
• tryLock()：尝试获取锁，如果锁已被其他线程占用，则返回 false，否则返回 true。
• tryLock(long timeout, TimeUnit unit)：尝试获取锁，在指定的时间范围内获取到锁则返回 true，否则返回 false。
• unlock()：释放锁。

相比于 synchronized，Lock 的优点在于：

• 粒度更细：synchronized 关键字只能对整个方法或代码块进行同步，而 Lock 可以对单个变量或对象进行同步。
• 支持公平锁：synchronized 不支持公平锁，而 Lock 可以通过构造函数指定锁是否是公平锁。
• 支持多个条件变量：Lock 可以创建多个条件变量，即多个等待队列。

Lock 的实现类有很多，比较常用的有 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock。

需要注意的是，使用 Lock 时需要手动获取和释放锁，否则会导致死锁等问题。因此，一般来说建议使用 try-finally 语句块来确保锁的正确释放。例如：

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

synchronized VS Lock

synchronized 和 Lock 主要的区别有以下几个方面：

• 锁的获取方式：synchronized 是隐式获取锁的，即在进入 synchronized 代码块或方法时自动获取锁，退出时自动释放锁；而 Lock 需要程序显式地获取锁和释放锁，即需要调用 lock() 方法获取锁，调用 unlock() 方法释放锁。
• 锁的性质：synchronized 是可重入的互斥锁，即同一个线程可以多次获得同一把锁，而且锁的释放也只能由获得锁的线程来释放；Lock 可以是可重入的互斥锁，也可以是非可重入的互斥锁，还可以是读写锁。
• 锁的粒度：synchronized 是以代码块和方法为单位进行加锁和解锁，而 Lock 可以精确地控制锁的范围，可以支持多个条件变量。
• 性能：在低并发的情况下，synchronized 的性能优于 Lock，因为 Lock 需要显式地获取和释放锁，而 synchronized 是在 JVM 层面实现的；在高并发的情况下，Lock 的性能可能优于 synchronized，因为 Lock 可以更好地支持高并发和读写分离的场景。

总的来说，synchronized 的使用更加简单，但是在某些场景下会受到性能的限制；而 Lock 则更加灵活，可以更精确地控制锁的范围和条件变量，但是使用起来比较繁琐。需要根据具体的业务场景和性能需求来选择使用哪种锁机制。

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