Synchronized 和 Lock 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？
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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。
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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。
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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。
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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？
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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。
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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。
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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。
