Lock与Synchronized的比较

一.Lock锁和Synchronized锁的比较

synchronized是java中的一个关键字，已经有它控制线程了 为什么还需要lock?

• 如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：
  　　1）获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；
  　　2）线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。
• 那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。
          因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过Lock就可以办到。
• 再举个例子：当有多个线程读写文件时，读操作和写操作会发生冲突现象，写操作和写操作会发生冲突现象，但是读操作和读操作不会发生冲突现象。
• 但是采用synchronized关键字来实现同步的话，就会导致一个问题：
  　　1. 如果多个线程都只是进行读操作，所以当一个线程在进行读操作时，其他线程只能等待无法进行读操作。
  　　2. 因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时，线程之间不会发生冲突，通过Lock就可以办到。
  　　3. 另外通过Lock可知线程是否成功获取到锁。这个synchronized无法办到。
• 但是要注意以下几点：
  1. Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问；
  2. 采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。
  3. 对于synchronized方法或者代码块，当出现异常时，JVM会自动释放当前线程占用的锁，因此不会由于异常导致出现死锁现象。 Lock必须手动释放

二. Lock锁 API

由图可知，Lock是一个接口。

public interface Lock {
    void lock();
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
    boolean tryLock();
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) 
throws In      terruptedException;
    void unlock();
    Condition newCondition();
} 

      下面来逐个讲述Lock接口中每个方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。newCondition()在后面的线程通信中使用。

在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何区别呢？

1. lock()
   首先lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。

Lock l = ...; 
l.lock();
try {
    // access the resource protected by this lock
} finally {
    l.unlock();
}

下面来逐个讲述Lock接口中每个方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。newCondition()在后面的线程通信中使用。在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何区别呢？

• lock
  如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用Lock来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：

• tryLock()
  tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就说这个方法无论如何都会立即返回。拿不到锁时不会一直在那等待。

• tryLock(long time, TimeUnit unit)
  tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。

• lockInterruptibly()　　
  lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁，而线程B只有在等待，那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。

2. ReentrantLock

    ReentrantLock，意思是“可重入锁”。ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的非内部类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。
     ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有； 而可重入的意思是，ReentrantLock锁，可以被单个线程多次获取。
     ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源，防止多个线程同时操作线程而出错，ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时，其它线程就必须等待)；ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下，线程依次排队获取锁；而“非公平锁”在锁是可获取状态时，不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。

3.ReadWriteLock

ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：

public   interface   ReadWriteLock { 
      Lock readLock();   
      Lock writeLock(); 
} 

一个用来获取读锁，一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配给线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

4.ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。
　 ReadWriteLock是一个接口。
ReentrantReadWriteLock是它的实现类，ReentrantReadWriteLock包括内部类ReadLock和WriteLock，这两个内部类实现了Lock接口。
ReentrantReadWriteLock

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
//默认也是非公平锁  也是可重入锁
        ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
        //多次返回的都是同一把读锁 同一把写锁
        Lock readLock = rwl.readLock();
        Lock readLock2 = rwl.readLock();
        Lock writeLock = rwl.writeLock();
        readLock.lock();
        readLock.unlock();
        System.out.println(readLock==readLock2);
    }
}

三. Lock和synchronized的选择

• Lock和synchronized有以下几点不同：
  　　1. Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；
  　　2. synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
  　　3. Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；
  　　4. 通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
  　　5. Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
  　　在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。