Synchronized 和 Lock 到底有什么區別

作者：了不起 2024-02-26 07:36:09

Synchronized是Java語言內置的關鍵字，它的實現是基于JVM的，源碼在JVM中，用C++語言實現。其鎖機制是基于對象頭的Mark Word來實現的，包括偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖。當線程嘗試進入synchronized代碼塊或方法時，JVM會根據當前對象的鎖狀態以及線程的鎖請求來進行相應的處理。

我們昨天說過了關于這個 Java 的 volatile 關鍵字了，但是我們還需要知道一個關鍵字，那么就是 synchronized 這個關鍵字，為什么呢？因為在開發的過程中我們會經常的使用到這個關鍵字，但是呢，又會有很多的人對這個理解的不明白，并且，和 lock 一起給混淆掉，今天了不起就來說說這個 synchronized 和 lock 的區別。

synchronized

synchronized 是Java中的一個關鍵字，用于控制對共享資源的并發訪問，從而防止多個線程同時訪問某個特定資源，這被稱為同步。這個關鍵字可以用來修飾方法或代碼塊。

修飾方法

當synchronized修飾一個方法時，它表示整個方法體都是同步的，即同時只能有一個線程可以執行這個方法。

代碼示例：

public synchronized void synchronizedMethod() {  
    // 方法體  
}

修飾代碼塊

synchronized也可以用來修飾一個代碼塊，這時需要指定一個鎖對象。當一個線程進入synchronized代碼塊時，它需要獲得這個鎖對象的監視器鎖，如果鎖已經被其他線程持有，則該線程將被阻塞，直到鎖被釋放。

public void method() {  
    synchronized (this) {  
        // 代碼塊  
    }  
}

在這個例子中，this是鎖對象。你也可以使用其他對象作為鎖。

我們需要注意的幾點內容:

synchronized鎖是可重入的，也就是說，一個線程可以多次獲得同一個鎖而不會發生死鎖。
使用synchronized需要謹慎，因為不當的使用可能導致死鎖或性能問題。
synchronized是一種內置鎖，也被稱為互斥鎖或監視器鎖。Java中的每個對象都有一個與之關聯的監視器鎖。
synchronized關鍵字的實現是基于JVM的，因此它的行為可能因JVM的實現而異。

我們總結一下：

synchronized 可以給類，方法，代碼塊加鎖。

那么 Lock 呢？

LOCK

Java 的 Lock 接口及其實現類提供了一種比 synchronized 關鍵字更加靈活和可控制的鎖機制。Lock 接口在 java.util.concurrent.locks 包中定義，它允許更細粒度的控制，包括嘗試獲取鎖、定時獲取鎖以及可中斷地獲取鎖等能力。

Lock 接口的主要方法：

lock(): 獲取鎖。如果鎖被其他線程持有，則當前線程將被禁用，直到獲取到鎖。
tryLock(): 嘗試獲取鎖，如果成功則立即返回 true，如果鎖被其他線程持有則返回 false。
tryLock(long time, TimeUnit unit): 在指定的時間內嘗試獲取鎖，如果成功則返回 true，如果在指定時間內沒有獲取到鎖則返回 false。
unlock(): 釋放鎖。
newCondition(): 返回一個綁定到此 Lock 實例的 Condition 對象，用于等待/通知機制。

而這個 Lock 的主要實現類就是ReentrantLock。

也就是可重入鎖，意味著一個線程可以多次獲取同一個鎖而不會發生死鎖。它提供了與 synchronized 類似的功能，但提供了更多的靈活性。

我們看一段代碼示例：

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

在這個例子中，Counter 類使用了一個 ReentrantLock 來確保 increment 方法的原子性。每次調用 increment 方法時，都會先獲取鎖，然后增加計數器，最后釋放鎖。

LOCK 和 synchronized 的比較

靈活性: Lock 提供了更靈活的鎖獲取方式，包括嘗試獲取和定時獲取，而 synchronized 不支持這些功能。

等待可中斷: Lock 的獲取操作可以被中斷，而 synchronized 的等待不能被中斷。

鎖分離: Lock 允許將等待/通知機制與鎖分離，通過 Condition 對象來實現，而 synchronized 的等待/通知是與對象鎖關聯的。

性能: 在某些情況下，ReentrantLock 可能比 synchronized 提供更好的性能，特別是在高競爭的場景下，但這也取決于具體的使用情況。

語法簡潔性: synchronized 的語法更簡潔，適合簡單的同步需求。

所以大家在選擇使用 Lock 還是 synchronized 取決于具體的應用場景和需求。在需要更高級功能或更高性能的場景下，Lock 可能是更好的選擇。在簡單的同步需求下，synchronized 通常更易于使用和理解。

但是他們的底層區別在哪呢？

lock 和 synchronized 底層原理區別

Lock是一個接口，它的實現類如ReentrantLock是由JDK提供的，用Java語言實現。Lock的實現是基于Java代碼的，它通過內部的AbstractQueuedSynchronizer（AQS）框架來實現鎖的獲取、釋放以及線程等待和喚醒等功能。AQS框架是JDK中提供的一個用于構建鎖和同步器的框架，它維護了一個FIFO的隊列來管理等待獲取鎖的線程。

對于他們的區別，你理解了多少呢？

責任編輯：武曉燕來源： Java極客技術