显示锁与隐式锁的区别

        在面试的过程中有可能会问到:在Java并发编程中,锁有两种实现:使用隐式锁和使用显示锁分别是什么?两者的区别是什么?所谓的显式锁和隐式锁的区别也就是说说Synchronized和lock(下文就用ReentrantLock来代之lock)的区别。

本文主要内容:将通过七个方面详细介绍sync和lock的区别。通过生活case中的X二代和普通人比较大家更容易理解这两者之间的区别

Java中隐式锁:synchronized;显式锁:lock

sync和lock的区别

一:出身不同

从synchronized和lock的出身(原始的构成)来看看两者的不同。

synchronized:Java中的关键字,是由JVM来维护的。是JVM层面的锁。

Lock:是JDK5以后才出现的具体的类。使用lock是调用对应的API。是API层面的锁。

synchronized是底层是通过monitorenter进行加锁(底层是通过monitor对象来完成的,其中的wait/notify等方法也是依赖于monitor对象的。只有在同步块或者是同步方法中才可以调用wait/notify等方法的。因为只有在同步块或者是同步方法中,JVM才会调用monitory对象的);通过monitorexit来退出锁的。

而lock是通过调用对应的API方法来获取锁和释放锁的。

一句话概述:可以把synchronized理解为官二代或者是星二代。从娘胎出来自带光环的。Lock就是我们普通努力上进的人。

二:使用方式不同

synchronized是隐式锁。Lock是显示锁

所谓的显示和隐式就是在使用的时候,使用者要不要手动写代码去获取锁和释放锁的操作。

我们大家都知道,在使用synchronized关键字的时候,我们使用者根本不用写其他的代码,然后程序就能够获取锁和释放锁了。那是因为当synchronized代码块执行完成之后,系统会自动的让程序释放占用的锁。synchronized是由系统维护的,如果非逻辑问题的话话,是不会出现死锁的。

在使用lock的时候,我们使用者需要手动的获取和释放锁。如果没有释放锁,就有可能导致出现死锁的现象。手动获取锁方法:lock.lock()。释放锁:unlock方法。需要配合tyr/finaly语句块来完成。

两者用法对比如下:

用生活中的一个case来形容这个不同:官二代和普通人的你在进入机关大院的时候待遇。官二代不需要出示什么证件就可以进入,但是你需要手动出示证件才可以进入。

三:等待是否可中断

synchronized是不可中断的。除非抛出异常或者正常运行完成

Lock可以中断的。中断方式:

1:调用设置超时方法tryLock(long timeout ,timeUnit unit)

2:调用lockInterruptibly()放到代码块中,然后调用interrupt()方法可以中断

生活中小case来理解这一区别:官二代一般不会做饭。都会去餐厅点餐等待着餐厅出餐。普通人的你既可以去餐厅等待,如果等待时间长的话,你就可以回去自己做饭了。

四:加锁的时候是否可以公平

synchronized;非公平锁

lock:两者都可以的。默认是非公平锁。在其构造方法的时候可以传入Boolean值。

true:公平锁

false:非公平锁

生活中小case来理解这个区别:官二代一般都不排队,喜欢插队的。普通人的你虽然也喜欢插队。但是如果遇到让排队的情况下,你还是会排队的。

五:锁绑定多个条件来condition

synchronized:没有。要么随机唤醒一个线程;要么是唤醒所有等待的线程。

Lock:用来实现分组唤醒需要唤醒的线程,可以精确的唤醒,而不是像sync那样,不能精确唤醒线程。

六:从性能比较

synchronized是托管给JVM执行的,而Lock是java写的控制锁的代码。在java1.5中,synchronized是低效能的。因为这是一个重量级操作,需要调用操作接口,导致有可能加锁消耗的系统空间比加锁以外的操作更多。相比之下使用Java提供的Lock对象,性能更高一些。但在java1.6之后,发生了变化。synchronized在语义上很清晰,可以进行很多优化,有适自旋,锁消除,锁粗化,轻量级锁,偏向锁等。导致在Java1.6上synchronized的性能并不比Lock差。官方也表示,他们也支持synchronized,在未来版本中还有优化余地。

生活小case理解:在我们一般的认知中,官二代一般都是比较坑爹的吧。但是这几年也有很多官二代或者是富二代改变了态度,端正自己态度,靠自己能力而不是拼爹了。

七:从使用锁的方式比较

说到这里,还是想提一下着两种机制的具体区别。据我所知,synchronized原始采用的是CPU悲观锁机制,即线程获得的是独占锁。独占锁以为着其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而在CPU抓换线程阻塞时会引起线程上下文切换,党有很多线程竞争锁的时候,会引起CPU频繁的上下文切换导致效率很低。

而Lock用的是乐观锁方式。所谓乐观锁就是,每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作,如果因为冲突失败就重试,直到成功为止。乐观锁实现的机制就是CAS操作(Compare and Swap)。我们可以进一步研究ReentrantLock的源代码,会发现其中比较重要的获得锁的一个方法是compareAndSetState。这里其实就是调用CPU提供的特殊指令。

现在的CPU提供了指令,可以自动更改共享数据,而且能够检测到其他线程的干扰,而compareAndSet()就是用这些代替了锁定。这个算法成为非阻塞算法,意思是一个线程的失败或者挂起不应该影响其他线程的失败或挂起的算法。

我也只是了解到这一步,具体到CPU的算法,如果感兴趣的读者可以进一步进行查阅。若有更好的解释,可以给我留言,我也能更好的学习一下。


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Java并发之显式锁和隐式锁的区别 - kaizi1992 - 博客园

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