优享资讯 | 大厂高频面试题：ReentrantLock 与 synchronized异同点对比

掘金后端 ( ) • 2024-04-21 15:38

大厂高频面试题：ReentrantLock 与 synchronized异同点对比

写在开头

在过去的博文中我们学习了ReentrantLock 与 synchronized这两种Java并发使用频率最高的同步锁，在很多大厂面试题中有个经典考题：

ReentrantLock 与 synchronized异同点对比！

今天我们针对这一考题来做一个尽可能全面的总结哈。

ReentrantLock 与 synchronized

ReentrantLock是一种独占式的可重入锁，位于java.util.concurrent.locks中，是Lock接口的默认实现类，底部的同步特性基于AQS实现，和synchronized关键字类似，但更灵活、功能更强大、也是目前实战中使用频率非常高的同步类。

synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API

synchronized 是依赖于 JVM 实现的，虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized 关键字进行了很多优化，但是这些优化都是在虚拟机层面实现的，并没有直接暴露给我们。

ReentrantLock 是 JDK 层面实现的（也就是 API 层面，需要 lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成），ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能。

区别罗列

ReentrantLock 是一个类，而 synchronized 是 Java 中的关键字；
ReentrantLock 必须手动释放锁。通常需要在 finally 块中调用 unlock 方法以确保锁被正确释放；
ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁；
synchronized 会自动释放锁，当同步块执行完毕时，由 JVM 自动释放，不需要手动操作；
ReentrantLock 可以实现多路选择通知（可以绑定多个 Condition），而 synchronized 只能通过 wait 和 notify/notifyAll 方法唤醒一个线程或者唤醒全部线程（单路通知）；
ReentrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制，通过 lock.lockInterruptibly() 来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。而synchronized不具备这种特点。
ReentrantLock: 通常提供更好的性能，特别是在高竞争环境下；
synchronized: 在某些情况下，性能可能稍差一些，但随着 JDK 版本的升级，性能差距已经不大了。

【注】：Condition是 JDK1.5 之后才有的，它具有很好的灵活性，比如可以实现多路通知功能也就是在一个Lock对象中可以创建多个Condition实例（即对象监视器），线程对象可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择性的进行线程通知，在调度线程上更加灵活，我们在后面的学习中会耽误聊一聊它！

性能对比

虽然说JDK1.6后synchronized的性能有很大的提升了，但是相比较而言，两者之间仍然存在性能差别，我们通过一个小demo来测试一下。

public class Test {

    private static final int NUM_THREADS = 10;
    private static final int NUM_INCREMENTS = 1000000;

    private int count1 = 0;
    private int count2 = 0;

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Object syncLock = new Object();

    public void increment1() {
        lock.lock();
        try {
            count1++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void increment2() {
        synchronized (syncLock) {
            count2++;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Test test = new Test();

        // ReentrantLock性能测试
        long startTime = System.nanoTime();
        Thread[] threads = new Thread[NUM_THREADS];
        for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < NUM_INCREMENTS; j++) {
                    test.increment1();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("ReentrantLock完成时间: " + (endTime - startTime) + " ns");

        // synchronized性能测试
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < NUM_INCREMENTS; j++) {
                    test.increment2();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("synchronized完成时间: " + (endTime - startTime) + " ns");
    }
}

我们采用10个线程，每个线程做加1000000操作，执行时间对比如下：

//1000000万数据量时
ReentrantLock完成时间: 272427700 ns
synchronized完成时间: 675759100 ns

//10000数据量时
ReentrantLock完成时间: 52207600 ns
synchronized完成时间: 11291600 ns

很明显在数据量比较大的时候，竞争激烈时，ReentrantLock的性能要比synchronized好很多，但在数据量较低的情况下，会呈现出不同的结果。

结尾彩蛋

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