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面试突击42:synchronized和ReentrantLock有什么区别?

Java中文社群

在 Java 中,常用的锁有两种:synchronized(内置锁)和 ReentrantLock(可重入锁),二者的功效都是相同得,但又有很多不同点,所以我们今天就来聊聊。

区别1:用法不同

synchronized 可用来修饰普通方法、静态方法和代码块,而 ReentrantLock 只能用在代码块上。

synchronized 基础使用

使用 synchronized 修饰代码块:

public void method() {
    // 加锁代码
    synchronized (this) {
        // ...
    }
}

ReentrantLock 基础使用

ReentrantLock 在使用之前需要先创建 ReentrantLock 对象,然后使用 lock 方法进行加锁,使用完之后再调用 unlock 方法释放锁,具体使用如下:

public class LockExample {
    // 创建锁对象
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void method() {
        // 加锁操作
        lock.lock();
        try {
            // ...
        } finally {
            // 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

区别2:获取锁和释放锁方式不同

synchronized 会自动加锁和释放锁,当进入 synchronized 修饰的代码块之后会自动加锁,当离开 synchronized 的代码段之后会自动释放锁,如下图所示:
image.png
而 ReentrantLock 需要手动加锁和释放锁,如下图所示:
image.png

PS:在使用 ReentrantLock 时要特别小心,unlock 释放锁的操作一定要放在 finally 中,否者有可能会出现锁一直被占用,从而导致其他线程一直阻塞的问题。

区别3:锁类型不同

synchronized 属于非公平锁,而 ReentrantLock 既可以是公平锁也可以是非公平锁。
默认情况下 ReentrantLock 为非公平锁,这点查看源码可知:
image.png
使用 new ReentrantLock(true) 可以创建公平锁,查看源码可知:
image.png

区别4:响应中断不同

ReentrantLock 可以使用 lockInterruptibly 获取锁并响应中断指令,而 synchronized 不能响应中断,也就是如果发生了死锁,使用 synchronized 会一直等待下去,而使用 ReentrantLock 可以响应中断并释放锁,从而解决死锁的问题,比如以下 ReentrantLock 响应中断的示例:

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockInterrupt {
    static Lock lockA = new ReentrantLock();
    static Lock lockB = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 线程 1:先获取 lockA 再获取 lockB
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                // 先获取 LockA
                lockA.lockInterruptibly();
                // 休眠 10 毫秒
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                // 获取 LockB
                lockB.lockInterruptibly();
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("响应中断指令");
            } finally {
                // 释放锁
                lockA.unlock();
                lockB.unlock();
                System.out.println("线程 1 执行完成。");
            }
        });
        // 线程 2:先获取 lockB 再获取 lockA
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                // 先获取 LockB
                lockB.lockInterruptibly();
                // 休眠 10 毫秒
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                // 获取 LockA
                lockA.lockInterruptibly();
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("响应中断指令");
            } finally {
                // 释放锁
                lockB.unlock();
                lockA.unlock();
                System.out.println("线程 2 执行完成。");
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        // 线程1:执行中断
        t1.interrupt();
    }
}

以上程序的执行结果如下所示:
image.png

区别5:底层实现不同

synchronized 是 JVM 层面通过监视器(Monitor)实现的,而 ReentrantLock 是通过 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)程序级别的 API 实现。
synchronized 通过监视器实现,可通过观察编译后的字节码得出结论,如下图所示:

其中 monitorenter 表示进入监视器,相当于加锁操作,而 monitorexit 表示退出监视器,相当于释放锁的操作。
ReentrantLock 是通过 AQS 实现,可通过观察 ReentrantLock 的源码得出结论,核心实现源码如下:
image.png

小结

synchronized 和 ReentrantLock 都是 Java 中提供的可重入锁,二者的主要区别有以下 5 个:

  1. 用法不同:synchronized 可以用来修饰普通方法、静态方法和代码块,而 ReentrantLock 只能用于代码块。
  2. 获取锁和释放锁的机制不同:synchronized 是自动加锁和释放锁的,而 ReentrantLock 需要手动加锁和释放锁。
  3. 锁类型不同:synchronized 是非公平锁,而 ReentrantLock 默认为非公平锁,也可以手动指定为公平锁。
  4. 响应中断不同:ReentrantLock 可以响应中断,解决死锁的问题,而 synchronized 不能响应中断。
  5. 底层实现不同:synchronized 是 JVM 层面通过监视器实现的,而 ReentrantLock 是基于 AQS 实现的。

是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

公众号:Java面试真题解析

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