使用Synchronized和ReentrantLock的性能对比

# 1. 引言

## 1.1 简介

在多线程编程中，线程同步是一个重要的概念。当多个线程同时访问共享资源时，可能会发生数据不一致的问题。为了解决这个问题，我们需要使用同步方法来确保线程的安全性。

## 1.2 目的

本文旨在介绍同步方法的概念和常见的同步方法，包括Synchronized关键字和ReentrantLock类。我们将深入探讨它们的工作原理并分析其性能特点。

## 1.3 背景

随着计算机系统的发展，多线程编程变得越来越重要。在并发编程中，线程同步是一个常见的问题。单纯依靠多线程不加控制地访问共享资源，很容易造成数据的竞争和不一致。因此，了解和掌握同步方法是非常必要的。

在Java中，常用的同步方法有Synchronized关键字和ReentrantLock类。它们都能够确保线程的互斥访问，但在实现和使用上有一些差异。接下来，我们将详细介绍它们的原理和应用场景。

# 2. 同步方法的介绍

同步方法是解决多线程并发访问共享资源时可能出现的数据不一致和线程安全问题的重要手段。在本章中，我们将介绍两种常见的同步方法：使用Synchronized关键字和使用ReentrantLock类。让我们逐步深入了解它们各自的特点和用法。

### 2.1 Synchronized关键字

Synchronized关键字是Java提供的一种基本的同步方式，通过对代码块或方法进行同步，可以实现对共享资源的互斥访问，从而保证线程安全。

### 2.2 ReentrantLock类

ReentrantLock是Java.util.concurrent包中提供的同步锁，它相比Synchronized关键字更加灵活，提供了可重入、公平性选择等特性，适用于各种复杂的同步场景。接下来，我们将分别详细介绍Synchronized和ReentrantLock的用法和特点。

# 3. Synchronized与ReentrantLock的原理及性能分析

在本节中，我们将深入探讨Synchronized和ReentrantLock的原理，并进行性能分析对比。

#### 3.1 Synchronized的工作原理

Synchronized是Java中的关键字，用于实现同步。它通过对象监视器（monitor）实现对代码块或方法的同步访问。在Synchronized的实现中，每个对象都与一个监视器关联，监视器可以看作是一个互斥锁，它确保在任何时刻最多只有一个线程执行被Synchronized保护的代码块。当一个线程尝试进入被Synchronized保护的代码块时，如果该代码块正在被其他线程执行，则该线程会被阻塞，直到获取到监视器的锁。Synchronized的实现简单易用，但在某些场景下可能性能不如其他同步方式。

#### 3.2 ReentrantLock的工作原理

与Synchronized相比，ReentrantLock是Java.util.concurrent包下提供的锁实现。ReentrantLock提供了与Synchronized同样的加锁和解锁功能，但它相比Synchronized更加灵活，提供了可轮训、可定时、可中断的锁获取操作。ReentrantLock的实现基于CAS（Compare And Swap）操作，在多核CPU环境下性能较好，适合对性能有较高要求的场景。

#### 3.3 Synchronized与ReentrantLock的性能比较

在对Synchronized和ReentrantLock的性能进行比较时，需要考虑到具体的应用场景和系统环境。一般来说，在低竞争、低并发的情况下，Synchronized的性能表现可能优于Reentran