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synchronized 和 lock 有什么区别

synchronized 和 lock 有什么区别

SynchronizedLock 是Java多线程编程中常用的两种同步机制,它们都可以用于解决线程安全问题,但二者在设计理念、使用方式及功能特性上存在显著区别。Synchronized 是依赖于JVM实现的,而Lock是基于代码层面的API实现,Lock提供了比Synchronized更加精细的线程同步控制,包含了更多的锁操作,如尝试非阻塞获取锁、可中断锁等待、公平锁等。特别地,Lock允许更灵活的结构,可以实现更复杂的锁操作逻辑

一、同步机制介绍

Synchronized

Synchronized是Java中的一个关键字,提供了一种锁机制来控制多个线程对共享资源的访问。它可以用来给对象及方法或代码块加锁。当它用于对象和方法时,锁的是调用这个方法的对象。当它用于代码块时,可以指定加锁对象。

Synchronized是基于进入和退出监视器对象(monitor)的操作。每个对象都与一个监视器相关联,当多个线程尝试同时访问一个代码块的时候,这些线程会被阻塞,直到监视器对象可用。

Lock

Lock是一个更为复杂的线程同步机制,相比于Synchronized,Lock提供了更强大的功能。它是一个接口,定义在java.util.concurrent.locks包下。Lock允许更灵活的结构,可以绕过Synchronized的限制,实现更复杂的多线程同步。

Lock提供了如tryLock()、lockInterruptibly()、和unlock()等方法,允许锁的获取和释放操作更加灵活。Lock还可以通过ReentrantLock(可重入锁)实现锁的公平性,确保等待时间最长的线程优先获取锁。

二、使用方式对比

Synchronized使用

Synchronized不需要用户去手动释放锁,当Synchronized方法或代码块执行完后系统会自动让线程释放对锁的占用。Synchronized方法的锁级别是对象或类,当一个线程访问某个对象的Synchronized方法时,其他线程对同一个对象中所有其他Synchronized方法的访问将被阻塞。

Lock使用

与Synchronized不同,使用Lock时需要手动释放锁,且锁的获取和释放都是通过代码来控制的,因此Lock提供了更为丰富的锁操作方法,更适合复杂的并发场景。使用Lock时,通常在try语句块内获得锁,在finally语句块中释放锁,以确保锁一定被释放。

三、性能和功能特性

性能

就性能而言,新版本的Java对Synchronized进行了大量优化,例如,引入了偏斜锁、轻量级锁及重量级锁等概念,使得Synchronized的性能大幅提升。但是,在特定条件下,特别是锁的竞争不那么激烈,或者锁的持有时间很短的情况下,Lock通常会有更好的性能,因为Lock的大部分功能都是基于代码来实现的,不用像Synchronized那样依赖于JVM的内部实现。

功能特性

Lock相比于Synchronized提供了更多的功能,比如可中断的锁获取操作、尝试非阻塞地获取锁、获取等待锁的条件等。这些特性使得Lock在处理一些复杂同步需求时更加灵活。

四、适用场景

Synchronized适用场景

当遇到简单的线程同步需求,比如同步方法或者小范围的同步代码块时,使用Synchronized是一个不错的选择。由于Synchronized的使用相对简单,且不需要手动释放锁,它在这些场景下能够提供足够的效果。

Lock适用场景

针对一些更复杂的线程同步需求,如需求可中断的锁、公平锁、或者在具体的一些操作中需要更细粒度的锁控制(如读写锁),Lock会是更合适的选择。Lock提供了一系列高级功能来满足这些复杂的需求,可以通过编程方式精确控制锁的获取和释放。

总结而言,选择Synchronized还是Lock,需要根据实际的需求和使用场景来决定。对于一些简单的同步需求,Synchronized的简洁可能更受欢迎,而对于更复杂的同步需求,Lock的灵活性和强大功能则显得更加重要。

相关问答FAQs:

1. 为什么synchronized和lock是用于实现线程同步的常用手段?

synchronized和lock都是用于实现线程同步的常用手段,因为在多线程环境下,如果不进行同步控制,不同线程对共享资源的访问可能会出现冲突导致数据不一致。

2. synchronized和lock在实现线程同步上有哪些区别?

  • 锁的获取和释放方式不同:synchronized关键字在进入同步代码块时会自动获取锁,并在代码块执行完毕时自动释放锁;而lock则需要手动调用lock()方法获取锁,并在不需要同步的时候手动调用unlock()方法释放锁。

  • 锁的粒度不同:synchronized关键字是基于Java对象的,可以对一个对象或方法进行同步;而lock是通过lock对象来实现锁定操作,可以实现更细粒度的锁控制。

  • 条件支持不同:lock通过Condition对象实现了wAIt/notify机制的功能,可以更加灵活地控制线程的等待和唤醒。

  • 锁的可中断性:lock提供了lockInterruptibly()方法,在获取锁的过程中响应中断,而synchronized只能等待获取锁,不能响应中断。

3. 在什么情况下更适合使用synchronized,而在什么情况下更适合使用lock?

  • 在简单的线程同步场景中,使用synchronized更加方便和简洁,对大多数情况下的线程同步需求来说已经足够了。

  • 在需要更细粒度的锁控制、需要实现可中断的线程等待和唤醒的场景下,使用lock更为合适。

  • 锁的公平性要求较高时,可以使用lock来实现公平锁,而synchronized只能是非公平锁。

总之,使用synchronized和lock都可以实现线程同步,具体使用哪个要根据具体的场景需求来决定。

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