为什么用synchronized代替ReentrantLock?

Question

在Java并发编程中，synchronized和ReentrantLock是两种常用的同步机制，它们都旨在解决多线程环境下的资源争用问题。然而，随着Java版本的迭代与优化，使用synchronized代替ReentrantLock在某些场景下变得可行，原因如下：

1. 性能优化：早期版本中，ReentrantLock的性能优于synchronized。但随着JDK 1.6以后版本的发布，synchronized得到了显著的性能优化，使得两者在性能上的差距缩小，甚至在某些情况下synchronized表现更优。

2. JVM层面的优化：synchronized作为JVM层面的锁，通过monitor对象实现，这使得它在JVM层面上可以进行更多的优化。相比之下，ReentrantLock作为API级别的锁，其优化更多依赖于应用层面的调整。

3. 简化代码：使用synchronized可以使代码更加简洁，因为它不需要显式地创建锁对象，直接通过synchronized块或者方法即可实现锁功能。这减少了代码的复杂性，同时也降低了出错的可能性。

4. 异常处理：synchronized可以自动释放锁，即使在临界区内发生异常。而ReentrantLock则需要在finally块中显式释放锁，否则可能导致死锁等问题。

5. 适应性强：synchronized适用于大部分需要同步的场景，尤其是在没有特别复杂的并发需求时。对于高并发、复杂的同步需求，虽然ReentrantLock提供了更多的功能和灵活性，但对于简单场景而言，synchronized已足够使用。

总的来说，尽管ReentrantLock在某些特定场景下提供了更高的灵活性和更细粒度的控制，但考虑到性能、代码简洁性、异常安全性以及JVM层面的优化，使用synchronized代替ReentrantLock成为了一个可行的选择。当然，根据具体的应用场景和需求选择合适的同步机制仍然很重要。

Answer 1

synchronized和ReentrantLock主要在底层实现、用法和获取释放锁的方式等方面有所区别。具体分析如下：

1. 底层实现

   • synchronized：是Java语言内置的同步机制，通过JVM的monitor对象来完成线程的同步，不需要显式地创建锁对象。
   • ReentrantLock：是一个实现了Lock接口的类，它需要显式地创建锁对象，并手动调用lock()和unlock()方法来加锁和解锁。

2. 用法

   • synchronized：可以直接应用于方法或代码块，用起来简单直观，是Java提供的原子性操作的一种隐式实现方式。
   • ReentrantLock：提供了更多的灵活性和功能，比如可中断、公平锁选项以及条件变量等，但使用起来相对复杂一些。

3. 获取释放锁的方式

   • synchronized：当一个线程进入一个synchronized修饰的方法或代码块时，它会尝试获取对象的监视器锁，这个过程中不响应中断。
   • ReentrantLock：通过调用lock()方法来获取锁，在锁未被占用时立即返回，否则要么一直等待直到锁可用，要么根据公平性设置等待。

4. 锁类型

   • synchronized：总是非公平锁，无法保证等待时间最长的线程会首先获得锁。
   • ReentrantLock：可以是公平锁也可以是非公平锁，通过构造函数传入的boolean值来决定。

5. 响应中断

   • synchronized：不响应中断，当线程处于等待状态时，不能被中断。
   • ReentrantLock：支持能够响应中断的锁获取操作。

6. 性能

   • synchronized：由于是JVM层面实现的，某些情况下性能可能更优。
   • ReentrantLock：因为提供了更多的特性，所以在这些特性被使用时，性能可能会相对较低。

7. 条件变量

   • synchronized：不支持条件变量，需要使用Object类的wait()和notify()系列方法。
   • ReentrantLock：支持与锁关联的条件变量，可以通过Condition接口的方法进行更灵活的线程通信。

8. 锁的公平性

   • synchronized：总是非公平锁，无法调整为公平锁。
   • ReentrantLock：可以选择公平锁或非公平锁，构造时传入true表示公平锁，false表示非公平锁。

9. 可重入性

   • synchronized：是可重入锁，允许线程在已经持有锁的情况下再次获取同一把锁。
   • ReentrantLock：同样是可重入锁，且提供了更多高级的重入特性如公平性和条件变量。

针对上述分析，提供如下几点建议：

• 在选择锁的时候，如果对性能要求较高并且场景较为简单，可以使用synchronized。
• 如果需要更高级的同步控制，比如公平性、可中断的锁获取操作，或者需要使用条件变量，那么ReentrantLock可能是更好的选择。

综上所述，尽管synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，但它们在使用上具有不同的特性和优势。synchronized是一个简洁的内置同步机制，适用于简单的同步需求；而ReentrantLock提供了更多的控制能力和灵活性，适用于复杂的多线程场景。开发者应根据实际需要选择合适的同步机制来确保线程安全和系统的高效运行。