ReentrantLock锁与内置锁synchronized

Dear 丶 2023-10-17 14:02 55阅读 0赞

#### 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

以上只是基于对比说明了内置锁和ReentranLock，没有具体详细的例子，如有不对或不能理解，还请评论交流

[java]: http://www.knowsky.com/article.asp?typeid=160