与Synchronized相比,可重入锁ReentrantLock在实现原理上存在显著差异。以下是对两者实现原理的详细比较:
一、基本机制
- Synchronized:
- 是JVM基于监视器(Monitor)的实现,提供的内置锁。
- 每个对象都有一个监视器锁,当线程进入synchronized代码块时,会尝试获得该对象的监视器锁。
- 如果获取成功,线程可以执行代码块;如果获取失败,线程将被阻塞,等待锁释放。
- ReentrantLock:
- 是基于可重入锁的可重入锁AbstractQueuedSynchronizer(AQS)的实现。
- AQS是用于实现同步器的框架,ReentrantLock利用了AQS实现锁定功能的一些特点。
- ReentrantLock提供了更多的控制和功能,如公平锁、非公平锁、可中断获取锁、超时获取锁等。
二、锁获取与释放
- Synchronized:
- 隐式地获取和释放锁,即代码执行完毕后自动释放锁。
- 线程进入synchronized代码块时自动获取锁,离开时自动释放锁。
- ReentrantLock:
- 显式地获取和释放锁,需要程序员手动调用lock()和unlock()方法。
- 必须在finally块中释放锁,以确保在发生异常时锁也能被正确释放。
三、锁类型与特性
- Synchronized:
- 支持重入性,即同一线程可以多次获得同一个锁而不会导致死锁。
- 不可响应中断,一个线程获取不到锁时会一直等待。
- 不提供公平锁机制,锁的分配是随机的。
- ReentrantLock:
- 同样支持重入性。
- 可以响应中断,即线程在等待锁时可以选择放弃等待。
- 提供公平锁和非公平锁两种模式。公平锁按照线程请求锁的顺序来分配锁,非公平锁则可能允许插队。
四、条件变量与等待/通知机制
- Synchronized:
- 使用内置的条件变量(隐式地通过wait/notify/notifyAll方法)。
- 线程可以在获取锁后调用wait()方法进入等待状态,直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒。
- ReentrantLock:
- 提供Condition接口,允许线程在获得锁后等待特定的条件满足后再执行。
- Condition接口提供了await()、signal()和signalAll()等方法,与synchronized的wait/notify/notifyAll方法类似,但更加灵活和强大。
五、性能与适用场景
- Synchronized:
- 由于是JVM内置锁,性能通常较高,且使用简单。
- 适用于不需要特别高的灵活性和控制能力的场景。
- ReentrantLock:
- 性能可能因实现细节和锁类型(公平锁/非公平锁)而有所不同。
- 提供了更多的控制和功能,适用于需要更高灵活性和控制能力的场景。
综上所述,Synchronized和ReentrantLock在实现原理上存在显著差异,主要体现在锁获取与释放、锁类型与特性、条件变量与等待/通知机制以及性能与适用场景等方面。开发者在选择使用哪种锁时,应根据具体的应用场景和需求进行权衡和选择。