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面試突擊:synchronized和ReentrantLock有什么區別?

開發 前端
synchronized 是 JVM 層面通過監視器(Monitor)實現的,而 ReentrantLock 是通過 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)程序級別的 API 實現。

在 Java 中,常用的鎖有兩種:synchronized(內置鎖)和 ReentrantLock(可重入鎖),二者的功效都是相同得,但又有很多不同點,所以我們今天就來聊聊。

區別1:用法不同

synchronized 可用來修飾普通方法、靜態方法和代碼塊,而 ReentrantLock 只能用在代碼塊上。

synchronized 基礎使用

使用 synchronized 修飾代碼塊:

public void method() {
// 加鎖代碼
synchronized (this) {
// ...
}
}

ReentrantLock 基礎使用

ReentrantLock 在使用之前需要先創建 ReentrantLock 對象,然后使用 lock 方法進行加鎖,使用完之后再調用 unlock 方法釋放鎖,具體使用如下:

public class LockExample {
// 創建鎖對象
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void method() {
// 加鎖操作
lock.lock();
try {
// ...
} finally {
// 釋放鎖
lock.unlock();
}
}
}

區別2:獲取鎖和釋放鎖方式不同

synchronized 會自動加鎖和釋放鎖,當進入 synchronized 修飾的代碼塊之后會自動加鎖,當離開 synchronized 的代碼段之后會自動釋放鎖,如下圖所示:

而 ReentrantLock 需要手動加鎖和釋放鎖,如下圖所示:

PS:在使用 ReentrantLock 時要特別小心,unlock 釋放鎖的操作一定要放在 finally 中,否者有可能會出現鎖一直被占用,從而導致其他線程一直阻塞的問題。

區別3:鎖類型不同

synchronized 屬于非公平鎖,而 ReentrantLock 既可以是公平鎖也可以是非公平鎖。默認情況下 ReentrantLock 為非公平鎖,這點查看源碼可知:

使用 new ReentrantLock(true) 可以創建公平鎖,查看源碼可知:

區別4:響應中斷不同

ReentrantLock 可以使用 lockInterruptibly 獲取鎖并響應中斷指令,而 synchronized 不能響應中斷,也就是如果發生了死鎖,使用 synchronized 會一直等待下去,而使用 ReentrantLock 可以響應中斷并釋放鎖,從而解決死鎖的問題,比如以下 ReentrantLock 響應中斷的示例:

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockInterrupt {
static Lock lockA = new ReentrantLock();
static Lock lockB = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 線程 1:先獲取 lockA 再獲取 lockB
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
// 先獲取 LockA
lockA.lockInterruptibly();
// 休眠 10 毫秒
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
// 獲取 LockB
lockB.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("響應中斷指令");
} finally {
// 釋放鎖
lockA.unlock();
lockB.unlock();
System.out.println("線程 1 執行完成。");
}
});
// 線程 2:先獲取 lockB 再獲取 lockA
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
// 先獲取 LockB
lockB.lockInterruptibly();
// 休眠 10 毫秒
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
// 獲取 LockA
lockA.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("響應中斷指令");
} finally {
// 釋放鎖
lockB.unlock();
lockA.unlock();
System.out.println("線程 2 執行完成。");
}
});
t1.start();
t2.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
// 線程1:執行中斷
t1.interrupt();
}
}

以上程序的執行結果如下所示:

區別5:底層實現不同

synchronized 是 JVM 層面通過監視器(Monitor)實現的,而 ReentrantLock 是通過 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)程序級別的 API 實現。synchronized 通過監視器實現,可通過觀察編譯后的字節碼得出結論,如下圖所示:

其中 monitorenter 表示進入監視器,相當于加鎖操作,而 monitorexit 表示退出監視器,相當于釋放鎖的操作。ReentrantLock 是通過 AQS 實現,可通過觀察 ReentrantLock 的源碼得出結論,核心實現源碼如下:

小結

synchronized 和 ReentrantLock 都是 Java 中提供的可重入鎖,二者的主要區別有以下 5 個:

  • ?用法不同:synchronized 可以用來修飾普通方法、靜態方法和代碼塊,而 ReentrantLock 只能用于代碼塊。
  • 獲取鎖和釋放鎖的機制不同:synchronized 是自動加鎖和釋放鎖的,而 ReentrantLock 需要手動加鎖和釋放鎖。
  • 鎖類型不同:synchronized 是非公平鎖,而 ReentrantLock 默認為非公平鎖,也可以手動指定為公平鎖。
  • 響應中斷不同:ReentrantLock 可以響應中斷,解決死鎖的問題,而 synchronized 不能響應中斷。
  • 底層實現不同:synchronized 是 JVM 層面通過監視器實現的,而 ReentrantLock 是基于 AQS 實現的。?
責任編輯:武曉燕 來源: Java面試真題解析
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