Java并发编程：深入理解ReentrantLock与synchronized差异

"本文将详细探讨Java语言中两种主要的同步机制：ReentrantLock和synchronized的区别，并通过示例代码进行分析。" 在Java并发编程中，ReentrantLock（可重入锁）和synchronized是两种重要的同步工具，用于控制多线程对共享资源的访问。它们的主要目标都是确保线程安全，防止数据不一致性和竞态条件。然而，两者在功能、性能以及使用方式上存在一些差异。 1. **线程获取锁的机制** - **synchronized**：它是Java内置的关键字，提供了一种隐式锁定机制。当一个线程进入synchronized块或方法时，它会自动获取锁，并在退出或抛出异常时释放锁。synchronized的锁是**非公平的**，即线程获取锁的顺序是不确定的。 - **ReentrantLock**：它是Java的`java.util.concurrent.locks`包中的类，提供了显式的锁获取和释放操作。ReentrantLock支持公平和非公平模式，可以通过构造函数参数设置。公平模式意味着线程按照请求锁的顺序获得锁。 2. **可重入性** - 两者都支持**可重入性**，即一个线程已经持有锁，可以再次请求该锁而不会被阻塞。这在递归调用或嵌套同步块中非常有用。 3. **中断和超时** - **synchronized**：无法响应中断和设置超时，一旦线程尝试获取锁，它将一直等待直到获取到锁。 - **ReentrantLock**：提供了`tryLock(long time, TimeUnit unit)`方法，允许线程在指定时间内尝试获取锁，如果未成功，会返回false。此外，`lockInterruptibly()`方法使线程在等待锁时能够响应中断。 4. **锁的粒度** - **synchronized**：作用范围较大，可以是整个方法或代码块，这可能造成粒度过大，导致效率降低。 - **ReentrantLock**：提供了更细粒度的控制，可以通过`Condition`接口来实现多个条件变量，允许多组线程等待不同的条件，提高了并发性能。 5. **死锁检测** - **synchronized**：没有内置的死锁检测机制，如果发生死锁，程序会挂起，需要开发者手动处理。 - **ReentrantLock**：虽然Java标准库并未提供内置的死锁检测，但ReentrantLock的细粒度控制和显式解锁使得开发者更容易避免和诊断死锁。 6. **性能** - 在JDK 1.6及之后版本，优化后的synchronized在大多数情况下与ReentrantLock的性能相近，但在某些特定场景下，如高竞争环境下，ReentrantLock可能具有更好的性能。 示例代码中的`The`类使用了ReentrantLock，展示了如何获取和释放锁。在`main`方法中创建了两个线程，每个线程都尝试执行`vm`方法，该方法在获取到锁后打印一系列信息并休眠10秒。这种情况下，即使两个线程同时启动，只有一个能获取到锁并执行，另一个会被阻塞直到锁被释放。 ReentrantLock提供了更多灵活性和控制，适合复杂并发场景；而synchronized则更为简洁，适用于大多数简单同步需求。选择哪种方式取决于具体的应用场景和性能需求。