Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？锁的优化机制了解吗？线程池核心线程数怎么设置呢？

Java 中 synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？

相似点：

这两种同步方式有很多相似之处，它们都是加锁方式同步，而且都是阻塞式的同步，也就是说当如

果一个线程获得了对象锁，进入了同步块，其他访问该同步块的线程都必须阻塞在同步块外面等

待，而进行线程阻塞和唤醒的代价是比较高的 .

区别：

这两种方式最大区别就是对于 Synchronized 来说，它是 java 语言的关键字，是原生语法层面的互

斥，需要 jvm 实现。而 ReentrantLock 它是 JDK 1.5 之后提供的 API 层面的互斥锁，需要 lock() 和

unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成。

Synchronized 进过编译，会在同步块的前后分别形成 monitorenter 和 monitorexit 这个两个字节码

指令。在执行 monitorenter 指令时，首先要尝试获取对象锁。如果这个对象没被锁定，或者当前线

程已经拥有了那个对象锁，把锁的计算器加 1 ，相应的，在执行 monitorexit 指令时会将锁计算器就

减 1 ，当计算器为 0 时，锁就被释放了。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞，直到对象锁被

另一个线程释放为止。

由于 ReentrantLock 是 java.util.concurrent 包下提供的一套互斥锁，相比 Synchronized ，

ReentrantLock 类提供了一些高级功能，主要有以下 3 项：

1. 等待可中断，持有锁的线程长期不释放的时候，正在等待的线程可以选择放弃等待，这相当于

Synchronized 来说可以避免出现死锁的情况。

2. 公平锁，多个线程等待同一个锁时，必须按照申请锁的时间顺序获得锁， Synchronized 锁非公平

锁， ReentrantLock 默认的构造函数是创建的非公平锁，可以通过参数 true 设为公平锁，但公平锁

表现的性能不是很好。

3. 锁绑定多个条件，一个 ReentrantLock 对象可以同时绑定对个对象。

锁的优化机制了解吗？

从 JDK1.6 版本之后， synchronized 本身也在不断优化锁的机制，有些情况下他并不会是一个很重量

级的锁了。优化机制包括自适应锁、自旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁和偏向锁。

锁的状态从低到高依次为 无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁 ，升级的过程就是从低到高，降级在

一定条件也是有可能发生的。

自旋锁 ：由于大部分时候，锁被占用的时间很短，共享变量的锁定时间也很短，所有没有必要挂起

线程，用户态和内核态的来回上下文切换严重影响性能。自旋的概念就是让线程执行一个忙循环，

可以理解为就是啥也不干，防止从用户态转入内核态，自旋锁可以通过设置 -XX:+UseSpining 来开

启，自旋的默认次数是 10 次，可以使用 -XX:PreBlockSpin 设置。

自适应锁 ：自适应锁就是自适应的自旋锁，自旋的时间不是固定时间，而是由前一次在同一个锁上

的自旋时间和锁的持有者状态来决定。

锁消除 ：锁消除指的是 JVM 检测到一些同步的代码块，完全不存在数据竞争的场景，也就是不需要

加锁，就会进行锁消除。

锁粗化 ：锁粗化指的是有很多操作都是对同一个对象进行加锁，就会把锁的同步范围扩展到整个操

作序列之外。 偏向锁 ：当线程访问同步块获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储偏向锁的线程 ID ，之后

这个线程再次进入同步块时都不需要 CAS 来加锁和解锁了，偏向锁会永远偏向第一个获得锁的线

程，如果后续没有其他线程获得过这个锁，持有锁的线程就永远不需要进行同步，反之，当有其他

线程竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程就会释放偏向锁。可以用过设置 -XX:+UseBiasedLocking 开

启偏向锁。

轻量级锁 ： JVM 的对象的对象头中包含有一些锁的标志位，代码进入同步块的时候， JVM 将会使用

CAS 方式来尝试获取锁，如果更新成功则会把对象头中的状态位标记为轻量级锁，如果更新失败，

当前线程就尝试自旋来获得锁。

整个锁升级的过程非常复杂，我尽力去除一些无用的环节，简单来描述整个升级的机制。

简单点说，偏向锁就是通过对象头的偏向线程 ID 来对比，甚至都不需要 CAS 了，而轻量级锁主要就

是通过 CAS 修改对象头锁记录和自旋来实现，重量级锁则是除了拥有锁的线程其他全部阻塞。

线程池核心线程数怎么设置呢？

分为 CPU 密集型和 IO 密集型

CPU

这种任务消耗的主要是 CPU 资源，可以将线程数设置为 N （ CPU 核心数） +1 ，比 CPU 核心数多出

来的一个线程是为了防止线程偶发的缺页中断，或者其它原因导致的任务暂停而带来的影响。一旦

任务暂停， CPU 就会处于空闲状态，而在这种情况下多出来的一个线程就可以充分利用 CPU 的空

闲时间。

IO 密集型

这种任务应用起来，系统会用大部分的时间来处理 I/O 交互，而线程在处理 I/O 的时间段内不会占

用 CPU 来处理，这时就可以将 CPU 交出给其它线程使用。因此在 I/O 密集型任务的应用中，我们

可以多配置一些线程，具体的计算方法是 ： 核心线程数 =CPU 核心数量 *2 。