Java同步锁-Synchronize和Lock对比

一、内置锁

使用Syschronized 关键字 同步代码块(同步方法)都是使用到对象的内置锁

1、对象内置锁

使用对象自身的内置锁(监视器锁-monitor lock)

** 实例方法-使用实例对象锁,static 方法 使用Class对象锁**

** 对象内置锁为互斥锁,一个同步块,只有一个线程进入**

** 同步代码块中的代码具有原子性**

** 进入代码块内获取到锁,无论正常退出or异常都会释放锁**

2、可重入

可重入,表示内置锁获取锁的粒度是线程,而不是调用

同一个线程可以重复获取同一个内置锁

3、保护状态

内置锁可以保证原子性操作

对象的内置锁和对象本身的状态没有内在关联关系

很多类使用对象内置锁,单对象的域不一定使用内置锁保护

一个线程获取到对象的内置锁,其他对象同样还是可以访问该对象,只是获取不了这个对象的锁

java在设计上每个对象都有一个内置锁,只是为了免去需要时显示的创建锁对象

对于包含多个变量的不变形条件,所有变量使用同一个锁来保护,可以保证一致性

4、使用

尽量缩小同步块的大小,耗时操作如果不是需要同步的,应该在同步块外

同步代码块如果是耗时的,会带来活跃性或性能问题

无相关性的同步,可以使用多个、或者拆开到多个同步块中

二、 ReentrantLock 与 synchronized对比

1、相同点

具有相同的互斥性和内存可见性

** 进入同步块与获取ReentrantLock,退出同步块与释放ReentrantLock具有相同内存语义**

** 同样是可重入**

2、区别

处理锁的不可用性问题更加灵活

** 同步块无法中断等待的线程,无法无限等待**

** 必须(自动)代码块后释放锁,包括异常,无法实现非阻塞结构的加锁规则**

** ReentrantLocak必须主动释放锁,异常不会自动释放锁,更加危险(忘记了释放)**

3、锁的轮询与定时

内置锁中,会出现死锁问题:出现不一致的锁顺序(相互等待),解决的方法只能重启应用

Lock接口中定义的 tryLock()、tryLock(long timeout,TimeUnit unit)方法,可以实现可轮询、可定时的获取锁操作, 

在获取不到锁,或超时,可以轮询重试,或者超时退出获取请求,这样可以有效的避免死锁

4、可中断锁

Lock 接口定义的方法 lockInterruptibly()阻塞获取锁,能响应线程中断请求,同步代码块则不能响应中断,只能一直阻塞或者成功获取到锁

5、非块结构加锁

同步代码块的加锁、释放锁都是基于synchronized同步关键字的代码块,自动获取锁、释放锁,使用简单,可以避免忘记释放锁的编程错误; 

但这样的加锁规则不灵活,不能自己控制获取和释放

6、锁的公平性

公平锁:

线程按照获取锁的请求顺序获取到锁,一个线程发出获取锁时,如果锁已经由另一线程持有或者有其他线程在队列等待获取锁,那么这个新请求的线程将放入到队列中

非公平锁:

线程获取到锁的顺序与请求锁的顺序不能保证,存在线程直接“插队”获取锁的情况:一个线程发出获取锁时,如果当前锁的状态变为可获取,那么这个新请求锁的线程将直接跳过等待队列并获取到锁

非公平锁比公平锁提供更好的性能:

公平锁在挂起线程和恢复线程时存在的开销降低了性能,在锁竞争激烈的情况下,恢复一个被挂起的线程与该线程真正开始运行存在严重的延迟,举个公平锁例子:A线程持有一个锁,此时B线程请求这个锁,则B被挂起、放入等待队列,当A释放锁时,B将被唤醒,恢复运行再次尝试获取锁;唤醒B并等待恢复运行是有时间消耗的; 

假设A释放锁时,线程C也请求这个锁,非公平锁情况下,C可能会在B唤醒前直接获得并使用这个锁,更加充分的使用到了锁的时间,因此吞吐量会更高

默认ReentrantLock与synchronized内置锁都是非公平锁,ReentrantLock也提供了非公平锁的实现,一般情况下,非公平锁时可以符合使用要求,java语言规范没有要求内置锁要实现公平,ReentrantLock也没有降低公平性;

三、synchronized与ReentrantLock选择

** ReentrantLock拥有内置锁没有的特性:锁等待(超时,轮询)、可中断的锁等待阻塞、公平性锁、更加灵活可以实现非块结构加锁; **

** 而内置锁的使用更加简单明了,自动获取锁和释放锁,比ReentrantLock更加安全,不会因为忘记释放锁导致不可知问题; **

** 在性能方法,java6后两者实际相差不大。当内置锁不能满足使用需求是,可以考虑使用ReentrantLock,即还是优先使用内置锁**

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