经典面试题-lock与synchronized异同点

lock vs synchronized

• 语法层面
  • synchronized 是java关键字，源码在 jvm 中，也被成为java中的内置锁，用 c++ 语言实现
  • Lock 是接口，源码由 jdk 提供，用 java 语言实现
  • 使用 synchronized 时，退出同步代码块锁会自动释放，而使用 Lock 时，需要手动调用 unlock 方法释放锁(可以写try…finally…中释放锁)
• 功能层面
  • 二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能

    互斥：多个线程争抢同一把锁，只有一个线程能够成功
    同步：多个线程同时运行，当一个线程运行到某一行代码时，发现需要其他线程的结果，此时该线程就不能继续向下运行了，需要等待其他线程的结果，才能继续向下执行(synchronized可以通过wait,notify实现同步；lock 可以使用条件变量condition.await()释放锁(释放锁之后就进入了等待队列)；condition.single()唤醒 (唤醒之后还是会到blocked queue来排队) 来实现同步)
    锁重入：持锁的线程能不能继续加第二道锁第三道锁，如果可以则是可重入锁(synchronized,lock 都是可重入锁，对同一个对象加多道锁)

  • Lock 提供了许多 synchronized 不具备的功能，例如获取等待状态、公平锁、可打断、可超时、多条件变量

    获取等待状态：比如互斥，一个线程获取到锁，其他线程阻塞，此时想知道那些线程被阻塞住了，synchronized 就不行，但是lock就可以；在比如同步时，有多个线程已经在对象上调用了wait()在等等，想知道该对象上有哪些线程在等待，synchronized 就不行，但是lock就可以；
    公平锁：多个线程争抢锁，失败的线程在次是先来先得还是允许别插队呢，先来先得则为公平锁，允许插队则是非公平锁；synchronized 只支持非公平锁(并不是根据锁后给等待的线程分配锁的。每次锁被释放后，任何一个线程都有机会竞争到锁。目的就是为了提高执行性能，当然缺点是有可能会产生线程饥饿。)Lock 即支持公平锁又支持非公平锁；公平锁的吞吐量上并不如非公平锁高，一般推荐非公平锁
    可打断：有一个持锁线程，我的线程想获取锁时，如果是lock则可以打断；synchronized 不支持打断
    可超时：lock支持设置超时时间，如果超时则放弃锁的获取；synchronized 不支持超时
    多条件变量：synchronized只有一个等待队列，lock有多个等待队列

  • Lock 有适合不同场景的实现，如 ReentrantLock(可重入锁)， ReentrantReadWriteLock(适合读多写少的)
• 性能层面
  • 在没有竞争时，synchronized 做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁，性能不赖在
  • 竞争激烈时，Lock 的实现通常会提供更好的性能

TestReentrantLock类中打印的

| Lock ----------------------|
| owner[null] state[0]       |
| blocked queue              |
| waiting queue [c1]         |
| waiting queue [c2]         |
|----------------------------|
owner：代表锁的持有者，null表示没有线程持有这把锁，state代表加锁状态，0表示没有人对他加锁，如果有人加锁则加1
blocked queue：如果获取锁失败则进入队列等待；双向链表
waiting queue [c1]：当前线程获取锁之后条件不满足，则先把锁释放开，将锁给别人用，当前线程需要在waiting queue中等待；LOCK.newCondition("c1");来创建waiting queue；单向链表
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• 条件变量
  ReentrantLock 中的条件变量功能类似于普通 synchronized 的 wait，notify，用在当线程获得锁后，发现条件不满足时，临时等待的链表结构
  与 synchronized 的等待集合不同之处在于，ReentrantLock 中的条件变量可以有多个，可以实现更精细的等待、唤醒控制