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✨Java并发编程：Synchronized与ReentrantLock的比较

news 2025/5/17 23:25:39

✨探索Java并发编程：Synchronized与ReentrantLock的比较✨

在Java多线程编程中，确保线程安全是至关重要的。为此，Java提供了多种机制来实现同步操作。其中，synchronized关键字和java.util.concurrent.locks.ReentrantLock类是最常用的两种方式。本文将探讨这两种机制之间的主要区别，以帮助开发者更好地选择适合其应用场景的技术。

Synchronized 关键字

synchronized关键字是Java语言内置的一种互斥锁机制，它能够保证在同一时刻只有一个线程可以执行特定的代码段（临界区）。它可以应用于方法级别或代码块级别。

特点：

简洁性：使用简单，直接修饰方法或声明同步代码块。
不可中断：一旦一个线程获取了锁，其他等待该锁的线程必须等到锁被释放，无法强制中断。
自动释放：当发生异常时，JVM会自动释放锁。
非公平锁：默认情况下，synchronized采用的是非公平策略，即先抢到锁的线程可以优先执行。
性能：随着JDK版本更新，如自适应自旋、锁消除等优化技术的应用，synchronized的性能得到了显著提升。

使用`Synchronized`关键字实现同步：

public class SynchronizedExample {// 定义私有变量 count 表示计数private int count = 0;// 使用 synchronized 关键字修饰的方法，实现对 count 的递增操作public synchronized void increment() {count++;}// 使用 synchronized 关键字修饰的方法，获取当前 count 的值public synchronized int getCount() {return count;}public static void main(String[] args) {SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();Runnable runnable = () -> {for (int i = 0; i < 1000; i++) {// 每个线程执行 1000 次递增操作example.increment();}};Thread thread1 = new Thread(runnable);Thread thread2 = new Thread(runnable);thread1.start();thread2.start();try {// 等待 thread1 执行完毕thread1.join();// 等待 thread2 执行完毕thread2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 输出最终的计数结果System.out.println("Synchronized count: " + example.getCount());}
}

ReentrantLock 类

ReentrantLock是Java 5之后引入的一个显式锁接口Lock的具体实现，它提供了比 synchronized 更加丰富的功能。

特点：

灵活性：支持尝试获取锁、定时等待等功能。
可中断：允许线程在等待锁的过程中响应中断请求。
手动管理：需要程序员手动获取和释放锁，这增加了出错的可能性。
公平/非公平选择：可以通过构造函数参数设置为公平锁或非公平锁。
条件变量：提供Condition对象，可用于更复杂的线程间通信场景。

使用`ReentrantLock`实现同步：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockExample {// 定义私有变量 count 表示计数private int count = 0;// 创建 ReentrantLock 对象用于实现同步private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();// 实现对 count 的递增操作，使用 ReentrantLock 进行同步public void increment() {lock.lock();try {count++;} finally {// 确保在任何情况下都能释放锁lock.unlock();}}// 获取当前 count 的值public int getCount() {return count;}public static void main(String[] args) {ReentrantLockExample example = new ReentrantLockExample();Runnable runnable = () -> {for (int i = 0; i < 1000; i++) {// 每个线程执行 1000 次递增操作example.increment();}};Thread thread1 = new Thread(runnable);Thread thread2 = new Thread(runnable);thread1.start();thread2.start();try {// 等待 thread1 执行完毕thread1.join();// 等待 thread2 执行完毕thread2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 输出最终的计数结果System.out.println("ReentrantLock count: " + example.getCount());}
}

比较总结

特性	Synchronized	ReentrantLock
使用方便	是	否
锁的细粒度控制	有限	高
可中断	否	是
公平锁选项	否	是
性能	现代JVM下接近甚至优于ReentrantLock	取决于具体用例