大家好，我是小米，在日常的開(kāi)發(fā)工作中，鎖是我們常常會(huì)使用到的概念。在 Java 中，synchronized 和 lock 都是用于多線程同步的關(guān)鍵字和類。今天，我就來(lái)為大家詳細(xì)介紹一下synchronized 與 lock 的區(qū)別，包括從存在層次、鎖的獲取方式、鎖的釋放、鎖類型、性能、支持鎖的場(chǎng)景等十個(gè)區(qū)別點(diǎn)，并通過(guò)兩個(gè)電商項(xiàng)目的實(shí)際案例來(lái)演示它們的區(qū)別。

synchronized 與 lock 的區(qū)別

• 存在層次：synchronized 是 Java 語(yǔ)言內(nèi)置的關(guān)鍵字，屬于 JVM 層面的鎖；而 lock 是 Java 類庫(kù)提供的一個(gè)類，屬于 Java 語(yǔ)言層面的鎖。
• 鎖的獲取方式：synchronized 的獲取方式是隱式的，即在進(jìn)入同步代碼塊或方法時(shí)自動(dòng)獲取鎖，并在退出時(shí)自動(dòng)釋放鎖；而 lock 的獲取方式是顯式的，需要手動(dòng)調(diào)用lock() 方法獲取鎖，并在使用完后手動(dòng)調(diào)用 unlock() 方法釋放鎖。
• 鎖的釋放：synchronized 的鎖是在出現(xiàn)異常或者執(zhí)行完同步代碼塊或方法后自動(dòng)釋放的；而 lock 需要在 finally 塊中手動(dòng)調(diào)用 unlock() 方法釋放鎖，否則可能導(dǎo)致死鎖。
• 鎖類型：synchronized 只有一種類型的鎖，即互斥鎖，它是非公平鎖；而 lock 提供了多種類型的鎖，包括公平鎖和非公平鎖。
• 性能：synchronized 是 JVM 內(nèi)置的鎖，效率相對(duì)較低，因?yàn)樗鼤?huì)涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換；而 lock 是Java 類庫(kù)提供的鎖，性能較高，因?yàn)樗褂昧烁讓拥挠布?jí)別的實(shí)現(xiàn)。
• 支持鎖的場(chǎng)景：synchronized 只支持在代碼塊和方法上加鎖；而 lock 支持更靈活的加鎖和釋放方式，例如可以在任意位置加鎖和釋放鎖，支持多個(gè)條件變量的使用。
• 可重入性：synchronized 是可重入鎖，即同一線程可以多次獲取同一把鎖而不會(huì)死鎖；而 lock 也是可重入鎖，但需要注意要手動(dòng)調(diào)用相同次數(shù)的 unlock() 方法才能完全釋放鎖。
• 等待通知機(jī)制：synchronized使用的是wait()和notify()/notifyAll() 方法實(shí)現(xiàn)線程之間的等待和通知機(jī)制；而 lock 使用的是 Condition 對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)類似的功能。
• 可見(jiàn)性：synchronized 在進(jìn)入同步代碼塊時(shí)會(huì)自動(dòng)獲取鎖并刷新線程的工作內(nèi)存，保證了線程間的可見(jiàn)性；而lock 需要手動(dòng)使用 volatile 關(guān)鍵字或者顯式調(diào)用 lock() 和 unlock() 方法來(lái)保證可見(jiàn)性。
• 鎖的粒度：synchronized 是對(duì)整個(gè)對(duì)象進(jìn)行加鎖的，即當(dāng)一個(gè)線程獲得了某個(gè)對(duì)象的鎖后，其他線程無(wú)法獲得該對(duì)象的任何鎖；而 lock 可以實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的鎖定，例如可以對(duì)對(duì)象的某個(gè)屬性或者某一段代碼塊進(jìn)行加鎖，從而提高并發(fā)性能。

synchronized的加鎖流程

在 Java 中，synchronized 鎖可以分為三種類型：偏向鎖、輕量級(jí)鎖和重量級(jí)鎖。偏向鎖適用于無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的情況，輕量級(jí)鎖適用于短時(shí)間內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不激烈的情況，重量級(jí)鎖適用于競(jìng)爭(zhēng)激烈或者競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間較長(zhǎng)的情況。

• 偏向鎖：當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)同步代碼塊時(shí)，會(huì)先檢查對(duì)象頭中的 Mark Word，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有被其他線程鎖定，就會(huì)將當(dāng)前線程 ID 記錄到 Mark Word 中，并將 Mark Word 設(shè)置為偏向鎖。以后該線程再次訪問(wèn)同步代碼塊時(shí)，無(wú)需重新獲取鎖，而是直接使用偏向鎖，從而避免了大部分的同步操作，提高了性能。
• 輕量級(jí)鎖：當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同步代碼塊時(shí)，會(huì)發(fā)生輕量級(jí)鎖的競(jìng)爭(zhēng)。這時(shí)，JVM 會(huì)嘗試將對(duì)象頭中的 Mark Word 設(shè)置為輕量級(jí)鎖，并將當(dāng)前線程的 ID 記錄在鎖記錄（Lock Record）中。如果競(jìng)爭(zhēng)不激烈，當(dāng)前線程可以順利獲取輕量級(jí)鎖，執(zhí)行同步操作；如果競(jìng)爭(zhēng)激烈，獲取輕量級(jí)鎖失敗，會(huì)升級(jí)為重量級(jí)鎖。
• 重量級(jí)鎖：當(dāng)輕量級(jí)鎖競(jìng)爭(zhēng)失敗或者鎖對(duì)象已經(jīng)被設(shè)置為重量級(jí)鎖時(shí)，會(huì)升級(jí)為重量級(jí)鎖。重量級(jí)鎖使用操作系統(tǒng)的互斥量來(lái)實(shí)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致線程的阻塞和喚醒，性能較差。

需要注意的是，鎖的升級(jí)是單向的，即鎖一旦升級(jí)為重量級(jí)鎖，就無(wú)法再降級(jí)為輕量級(jí)鎖或者偏向鎖。

實(shí)際案例

下面，我通過(guò)兩個(gè)電商項(xiàng)目的實(shí)際案例來(lái)演示 synchronized 和lock 的區(qū)別。

使用synchronized：假設(shè)在電商項(xiàng)目中，存在一個(gè)訂單處理的方法，多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用該方法進(jìn)行訂單處理。

在這個(gè)案例中，使用了synchronized 關(guān)鍵字對(duì)processOrder() 方法進(jìn)行了加鎖，保證了訂單處理的線程安全性。當(dāng)一個(gè)線程獲得了對(duì)象的鎖后，其他線程無(wú)法獲得該對(duì)象的鎖，從而保證了同一時(shí)刻只有一個(gè)線程能夠執(zhí)行訂單處理邏輯。然而，由于 synchronized 是重量級(jí)鎖，可能會(huì)導(dǎo)致性能下降，特別是在高并發(fā)的情況下。

使用Lock：

在這個(gè)案例中，使用了 Lock 接口和 ReentrantLock 類來(lái)實(shí)現(xiàn)加鎖和解鎖的操作。與 synchronized 不同的是，使用 Lock時(shí)，我們需要手動(dòng)調(diào)用 lock() 方法來(lái)獲取鎖，并在 finally 塊中調(diào)用 unlock() 方法來(lái)釋放鎖。這樣可以實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的鎖定，從而提高了并發(fā)性能。

END

綜上所述，synchronized 和 Lock 都可以用于實(shí)現(xiàn)線程的同步，但在使用方式、性能和靈活性等方面存在一些區(qū)別。根據(jù)具體的場(chǎng)景和需求，選擇合適的鎖機(jī)制對(duì)于保障線程安全和提高并發(fā)性能非常重要。希望通過(guò)本文的介紹，能夠?qū)?synchronized和Lock的區(qū)別有更加清晰的認(rèn)識(shí)。如果你對(duì)這方面的知識(shí)還有疑問(wèn)或者有其他技術(shù)問(wèn)題想要分享討論，歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我會(huì)及時(shí)回復(fù)。謝謝！