关于ReentrantLock和sychronized

java中常用的加锁的方式有两种,分别是使用ReentrantLock和sychronized关键字,二者的特点和区别如下:

一. synchronized

把代码块声明为schronized意味着两点:

(1)原子性:意味着一个线程一次只能执行由一个制定监控对象保护的代码。

(2)可见性:主要指不会因为内存缓存或者编译器的优化等原因使变量的改变没有得到及时的更新。比如变量a被线程T修改,传统的方式是修改完之后先改变在寄存器或缓存的值,等过一会再改边它在内存中的值,而可见性则能保证a被修改之后所有存储或调用它的地方都能立刻得到更新,不会出现因为更新延迟而没有实现同步的情况。

二. ReentrantLock(瑞一安纯特,直译:可重入锁)

 1. ReentrantLock有三个特点:

(1)ReentrantLock可以指定采用公平锁还是非公平锁(默认非公平锁),而synchronized只能用非公平锁,所谓公平锁就是先等待的线程先获得锁

(2)ReentrantLock提供了一个Condition类,用来实现分组唤醒需要的线程,而不是像synchronized那样要么随即唤醒一个,要么全部唤醒

(3)ReentrantLock提供了一个能够中断等待锁的线程的机制,例如线程A占有了锁L,线程B想获取L并执行任务,等了一段时间之后B不想等了想先执行其他的任务,这时候就可以中断等待,通过lock.lockInterruptibly()来实现。(也可以提前设置等待时间)

2. 关于锁的获取

(1)lock():如果得到了锁就返回,否则一直等待直到获得锁;

(2)tryLock(),:如果获取了锁立即返回true,否则立即返回false;

(3)tryLock(long timeout,TimeUnit unit): 如果得到了锁就立即返回true,否则等待指定的时间,等待过程中获得锁则立即返回true,或者等时间到返回false;

(4)lockInterruptibly:如果获取到锁则立即返回,否则当前线程会一直休眠知道获得锁或被中断。

三. 两种方式对比

1.性能:JDK1.6之后 synchronized做了很多优化,因此争用较少的情况下synchronized性能更好,但在激烈争用的情况下synchronized性能会急速下降,而ReentrantLock则一直会有比较稳定的表现,原因是lock在线程调度上的开支比synchronized要小(所谓激烈争用就是指有多个线程共用同一把锁,且经常会去竞争这把锁),因此,在争用不激烈的情况下使用synchronized更好。

下图是来自 https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp10264/index.html 博客中做的实验:

synchronized 和 Lock 的吞吐率,4 个 CPU

2. 使用:因为synchronized的锁的获取和释放由编译器帮你完成,所以更简单,而ReentrantLock必须显式的获取锁,并在finally块中释放锁

3. 实现:synchronized是基于底层JVM实现,而ReentrantLock是基于JDK或者说java类来实现,与底层机制无关。

4. 监控:synchronized可以通过很多监控工具监控synchronized的锁定,因此调试时会更方便。

5. 可重入锁:二者都是可重入锁,即有一个类似锁计数器的东西,同一个线程每进入一次锁,计数器就加一,出去一次就减一,只有当计数器变为0时才会完全释放锁。

因此按照笔者的理解,只有当你需要使用ReentrantLock的特性或是在争用比较激烈的情况下才应该用ReentrantLock,其他情况下应该优先用synchronized。

参考:

[1]java锁有哪些种类:https://blog.csdn.net/nalanmingdian/article/details/77800355

[2]JDK 5.0 中更灵活、更具可伸缩性的锁定机制:https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp10264/index.htm

[3]ReenTrantLock可重入锁总结: https://blog.csdn.net/qq838642798/article/details/65441415

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