synchronized与ReentrantLock、Volatile的区别

1. 先进行以下名词解释

• 死锁：两个或多个线程都在等待获取对方所持有的锁的现象。
  比如：线程1持有锁A，尝试获取锁B；而线程2持有锁B，尝试获取锁A。线程1和线程2想要获取的锁都在对方那里，并且双方都没有释放所持有的锁，从而一直阻塞，造成死锁。
• 可见性：当一个线程修改了线程共享变量的值，其他线程能立即感知这个修改。
• 原子性：多线程并发情况下，不会出现被修改的情况，即一个操作中就是cpu，不可以中途暂停再调度。要么不执行，如果执行就执行到底（不允许被打断）
• 可重入锁：自己可以再次获取自己的内部锁。
  比如：一个线程获得了某个对象的锁，并且还没有释放，当这个线程再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的，如果不可锁重入的话，就会造成死锁。
• 公平锁：先等待的线程先获得锁。

2. Synchronized可重入的实现原理

每一个Synchronized可重入锁都关联一个线程持有者和一个计数器。当计数器为0时，表示该锁可以被任何线程获取，一旦有线程成功获取该锁，计数器为1。如果其他线程也申请该锁，则会进入等待状态，直到持有该锁的线程释放锁；但是如果持有锁的线程再次申请该锁，程序计数器会加1（前提是该锁是可重入锁，否则进入等待状态）。当退出一次Synchronized方法或代码块时，计数器减1，直至计数器为0，线程释放锁。

3. Synchronized与ReentrantLock的区别

• 两者都是可重入锁
• Synchronized是依赖于JVM实现的；而ReentrantLock是依赖于JDK实现的，是API层面的，需要Lock()和unLock()方法配合try/finally语句块来完成。
• ReentrantLock比Synchronized多了三项功能：等待可中断，可实现公平锁，可实现选择性通知（锁可绑定多个条件）。
  关于上述三项功能的解释：
  等待可中断是指线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情，ReenTrantLock通过lock.lockInterruptibly()来实现的。
  Synchronized只能是非公平锁。ReenTrantLock默认情况是非公平的，可以通过 ReentrantLock(boolean fair)构造方法来指定是公平锁还是非公平锁。
  Synchronized关键字与wait()和notify/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知机制，但被通知的线程是由JVM随机选择。Synchronized相当于整个Lock对象中只有一个单一的condition对象，所有的线程都注册在它一个对象身上。线程开始notifyAll()时，需要通知所有等待的线程，没有选择权，会造成很大的效率问题。而ReenTrantLock可以借助Condition对象实现选择性通知，具有更好的灵活性。比如：可以在一个Lock对象里创建多个Condition实例（即对象监视器），线程对像可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择的进行线程通知，即使使用signalAll()方法也只会唤醒注册在该Condition实例中所有等待的线程。

4. Volatile的介绍

Volatile使变量在多个线程间可见。一般，线程通过工作内存写入（读取）主内存中的变量，而Volatile将强制在主内存中写入（读取）变量。

5. Synchronized和Volatile的区别

• volatile是线程同步的轻量级实现，所以volatile的性能比Synchronized好。
• Volatile只能修饰变量，而Synchronized可以修饰方法以及代码块。
• 多线程访问Volatile不会发生线程组塞，而Synchronized会出现阻塞。
• Volatile可以保证数据的可见性，但不能保证原子性；而Synchronized既可以保证原子性，也可以间接保证可见性（因为它会将私有内存和公共内存中的数据做同步）。
• Volatile解决的是变量在多个线程之间的可见性，而Synchronized解决的是多个线程之间访问资源的同步性（只有获取锁的线程执行，其他线程等待）。