ReentrantLock 与 synchronized：Java并发同步锁的异同比较

在之前的文章中，我们学习了Java并发中使用频率最高的同步锁ReentrantLock和synchronized。这两种同步机制在很多大厂的面试题中都是经典考点，尤其是一个经典的问题是：“ReentrantLock 与 synchronized的异同点对比！”今天，我们将针对这一考题进行尽可能全面的总结。

ReentrantLock 与 synchronized

ReentrantLock是一种独占式的可重入锁，位于java.util.concurrent.locks中，是Lock接口的默认实现类。它与synchronized关键字类似，但更加灵活、功能更强大，因此是目前实战中使用频率非常高的同步类。

synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API

synchronized 是依赖于JVM实现的。虚拟机团队在JDK1.6为synchronized关键字进行了很多优化，但是这些优化都是在虚拟机层面实现的，并没有直接暴露给我们。

ReentrantLock 是在JDK层面实现的（即API层面，需要lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成）。ReentrantLock比synchronized增加了一些高级功能。

区别罗列

1. ReentrantLock是一个类，而synchronized是Java中的关键字；
2. ReentrantLock必须手动释放锁。通常需要在finally块中调用unlock方法以确保锁被正确释放；
3. ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。公平锁指的是先等待的线程先获得锁；
4. synchronized会自动释放锁，当同步块执行完毕时，由JVM自动释放，不需要手动操作；
5. ReentrantLock可以实现多路选择通知（可以绑定多个Condition），而synchronized只能通过wait和notify/notifyAll方法唤醒一个线程或者唤醒全部线程（单路通知）；
6. ReentrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制，通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。而synchronized不具备这种特点；
7. ReentrantLock通常提供更好的性能，特别是在高竞争环境下；
8. synchronized在某些情况下，性能可能稍差一些，但随着JDK版本的升级，性能差距已经不大了。

【注】： Condition是JDK1.5之后才有的，它具有很好的灵活性，比如可以实现多路通知功能，即在一个Lock对象中可以创建多个Condition实例（即对象监视器），线程对象可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择性的进行线程通知，在调度线程上更加灵活，我们在后面的学习中会详细探讨这一点！

性能对比

尽管在JDK1.6之后，synchronized的性能得到了很大的提升，但是相比之下，两者之间仍然存在性能差异。我们通过一个小的演示来测试一下。

public class Test {

    private static final int NUM_THREADS = 10;
    private static final int NUM_INCREMENTS = 1000000;

    private int count1 = 0;
    private int count2 = 0;

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Object syncLock = new Object();

    public void increment1() {
        lock.lock();
        try {
            count1++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void increment2() {
        synchronized (syncLock) {
            count2++;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Test test = new Test();

        // ReentrantLock性能测试
        long startTime = System.nanoTime();
        Thread[] threads = new Thread[NUM_THREADS];
        for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < NUM_INCREMENTS; j++) {
                    test.increment1();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("ReentrantLock完成时间: " + (endTime - startTime) + " ns");

        // synchronized性能测试
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < NUM_INCREMENTS; j++) {
                    test.increment2();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("synchronized完成时间: " + (endTime - startTime) + " ns");
    }
}

我们采用10个线程，每个线程执行1000000次操作，执行时间对比如下：

//1000000次操作时
ReentrantLock完成时间: 272427700 ns
synchronized完成时间: 675759100 ns

//10000次操作时
ReentrantLock完成时间: 52207600 ns
synchronized完成时间: 11291600 ns

很明显在数据量较大且竞争激烈的情况下，ReentrantLock的性能要比synchronized好很多，但在数据量较小的情况下，结果可能会有所不同。

结尾彩蛋

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