synchronized和ReentrantLock区别浅析
一、什么是sychronized
sychronized是java中最基本同步互斥的手段,可以修饰代码块,方法,类.
在修饰代码块的时候需要一个reference对象作为锁的对象.
在修饰方法的时候默认是当前对象作为锁的对象.
在修饰类时候默认是当前类的Class对象作为锁的对象.
synchronized会在进入同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit字节码指令.在执行monitorenter指令时会尝试获取对象的锁,如果此没对象没有被锁,或者此对象已经被当前线程锁住,那么锁的计数器加一,每当monitorexit被锁的对象的计数器减一.直到为0就释放该对象的锁.由此synchronized是可重入的,不会出现自己把自己锁死.
二、什么ReentrantLock
以对象的方式来操作对象锁.相对于sychronized需要在finally中去释放锁。
三、synchronized和ReentrantLock的区别
1. 等待可中断
在持有锁的线程长时间不释放锁的时候,等待的线程可以选择放弃等待. tryLock(long timeout, TimeUnit unit)。
ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义，此外还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候。
线程A和B都要获取对象O的锁定，假设A获取了对象O锁，B将等待A释放对O的锁定。
如果使用 synchronized ，如果A不释放，B将一直等下去，不能被中断。
如果使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事情。
ReentrantLock获取锁定与三种方式：
a) lock(), 如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁
b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有锁，立即返回false；
c) tryLock (long timeout, TimeUnit unit)， 如果获取了锁定立即返回true，如果别的线程正持有锁，会等待参数给定的时间，在等待的过程中，如果获取了锁定，就返回true，如果等待超时，返回false；
d) lockInterruptibly: 如果获取了锁定立即返回，如果没有获取锁定，当前线程处于休眠状态，直到或者锁定，或者当前线程被别的线程中断
2.公平锁与非公平锁
按照申请锁的顺序来一次获得锁称为公平锁.synchronized的是非公平锁,ReentrantLock可以通过构造函数实现公平锁. new RenentrantLock(boolean fair)
3.绑定多个Condition
通过多次newCondition可以获得多个Condition对象,可以简单的实现比较复杂的线程同步的功能.通过await(),signal()
此外，synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将 unLock()放到finally{} 中。在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态。
四、实例演示
ReentrantLock 的lock机制有2种，忽略中断锁和响应中断锁，这给我们带来了很大的灵活性。比如：如果A、B两个线程去竞争锁，A线程得到了锁，B线程等待，但是A线程这个时候实在有太多事情要处理，就是一直不返回，B线程可能就会等不及了，想中断自己，不再等待这个锁了，转而处理其他事情。这个时候ReentrantLock就提供了两种机制：
一、B线程中断自己（或者别的线程中断它），但ReentrantLock 不去响应，让B线程继续等待，你再怎么中断，我全当耳边风（synchronized原语就是如此）；
二、B线程中断自己（或者别的线程中断它），ReentrantLock 处理了这个中断，并且不再等待这个锁的到来，完全放弃。
请看例子：
package zmx.multithread.test.reentrantlock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
*
* @author zhangwenchao
*
*/
public class ReentrantLockTest {
//是用ReentrantLock，还是用synchronized
public static boolean useSynchronized = false;
public static void main(String[] args) {
IBuffer buff = null;
if(useSynchronized){
buff = new Buffer();
}else{
buff = new BufferInterruptibly();
}
final Writer writer = new Writer(buff);
final Reader reader = new Reader(buff);
writer.start();
reader.start();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
long start = System.currentTimeMillis();
for (;;) {
// 等5秒钟去中断读
if (System.currentTimeMillis() - start > 5000) {
System.out.println("不等了，尝试中断");
reader.interrupt();
break;
}
}
}
}).start();
}
}
interface IBuffer{
public void write();
public void read() throws InterruptedException;
}
class Buffer implements IBuffer{
private Object lock;
public Buffer() {
lock = this;
}
public void write() {
synchronized (lock) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("开始往这个buff写入数据…");
for (;;)// 模拟要处理很长时间
{
if (System.currentTimeMillis() - startTime > Integer.MAX_VALUE)
break;
}
System.out.println("终于写完了");
}
}
public void read() {
synchronized (lock) {
System.out.println("从这个buff读数据");
}
}
}
class BufferInterruptibly implements IBuffer{
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void write() {
lock.lock();
try {
long startTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("开始往这个buff写入数据…");
for (;;)// 模拟要处理很长时间
{
if (System.currentTimeMillis() - startTime > Integer.MAX_VALUE)
break;
}
System.out.println("终于写完了");
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void read() throws InterruptedException{
lock.lockInterruptibly();// 注意这里，可以响应中断
// lock.lock();// 注意这里，不可以响应中断
try {
System.out.println("从这个buff读数据");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
class Writer extends Thread {
private IBuffer buff;
public Writer(IBuffer buff) {
this.buff = buff;
}
@Override
public void run() {
buff.write();
}
}
class Reader extends Thread {
private IBuffer buff;
public Reader(IBuffer buff) {
this.buff = buff;
}
@Override
public void run() {
try {
buff.read();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("我不读了");
}
System.out.println("读结束");
}
}
1) 如果使用lock.lockInterruptibly();指定可以响应中断，则输出如下：
开始往这个buff写入数据…
不等了，尝试中断
我不读了
读结束则：获取到中断异常，执行中断异常处理程序。
2) 如果使用lock.lock();指定不可以响应中断，则输出如下：
开始往这个buff写入数据…
不等了，尝试中断则：不能获取到中断异常，线程等待。
示例二：
package zmx.multithread.test.reentrantlock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class T2{
public static void main(String[] args){
Thread i1 = new Thread(new RunIt3());
Thread i2 = new Thread(new RunIt3());
i1.start();
i2.start();
i2.interrupt(); //中断
}
}
class RunIt3 implements Runnable{
private static Lock lock = new ReentrantLock();
public void run(){
try{
//---------a--------------------------
//lock.lock();
lock.lockInterruptibly();
//lock.tryLock();
//lock.tryLock(5,TimeUnit.SECONDS);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " running");
TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished");
lock.unlock();
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " interrupted");
}
}
}
如果a处是lock.lock(); 输出:
Thread-0 running
(这里休眠了10s)
Thread-0 finished
Thread-1 running
Thread-1 interrupted
============================
如果a处是lock.lockInterruptibly();输出：
Thread-0 running
Thread-1 interrupted
(这里休眠了10s)
Thread-0 finished