Java Synchronize 和 Lock 的区别与用法

在分布式开发中,锁是线程控制的重要途径。Java为此也提供了2种锁机制,synchronized和lock。做为Java爱好者,自然少不了对比一下这2种机制,也能从中学到些分布式开发需要注意的地方。

我们先从最简单的入手,逐步分析这2种的区别。

一、synchronized和lock的用法区别

synchronized:在需要同步的对象中加入此控制,synchronized可以加在方法上,也可以加在特定代码块中,括号中表示需要锁的对象。
lock:需要显示指定起始位置和终止位置。一般使用ReentrantLock类做为锁,多个线程中必须要使用一个ReentrantLock类做为对象才能保证锁的生效。且在加锁和解锁处需要通过lock()和unlock()显示指出。所以一般会在finally块中写unlock()以防死锁。
用法区别比较简单,这里不赘述了,如果不懂的可以看看Java基本语法。

二、synchronized和lock性能区别

synchronized是托管给JVM执行的,而lock是java写的控制锁的代码。在Java1.5中,synchronize是性能低效的。因为这是一个重量级操作,需要调用操作接口,导致有可能加锁消耗的系统时间比加锁以外的操作还多。相比之下使用Java提供的Lock对象,性能更高一些。但是到了Java1.6,发生了变化。synchronize在语义上很清晰,可以进行很多优化,有适应自旋,锁消除,锁粗化,轻量级锁,偏向锁等等。导致在Java1.6上synchronize的性能并不比Lock差。官方也表示,他们也更支持synchronize,在未来的版本中还有优化余地。
说到这里,还是想提一下这2中机制的具体区别。据我所知,synchronized原始采用的是CPU悲观锁机制,即线程获得的是独占锁。独占锁意味着其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而在CPU转换线程阻塞时会引起线程上下文切换,当有很多线程竞争锁的时候,会引起CPU频繁的上下文切换导致效率很低。
而Lock用的是乐观锁方式。所谓乐观锁就是,每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作,如果因为冲突失败就重试,直到成功为止。乐观锁实现的机制就是CAS操作(Compare and Swap)。我们可以进一步研究ReentrantLock的源代码,会发现其中比较重要的获得锁的一个方法是compareAndSetState。这里其实就是调用的CPU提供的特殊指令。
现代的CPU提供了指令,可以自动更新共享数据,而且能够检测到其他线程的干扰,而 compareAndSet() 就用这些代替了锁定。这个算法称作非阻塞算法,意思是一个线程的失败或者挂起不应该影响其他线程的失败或挂起的算法。
我也只是了解到这一步,具体到CPU的算法如果感兴趣的读者还可以在查阅下,如果有更好的解释也可以给我留言,我也学习下。

三、synchronized和lock用途区别

synchronized原语和ReentrantLock在一般情况下没有什么区别,但是在非常复杂的同步应用中,请考虑使用ReentrantLock,特别是遇到下面2种需求的时候。
1.某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断
2.需要分开处理一些wait-notify,ReentrantLock里面的Condition应用,能够控制notify哪个线程
3.具有公平锁功能,每个到来的线程都将排队等候

四、synchronized和Lock的区别
相同点:
ReentrantLock(可重入互斥锁),它具有与使用 synchronized方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义,但功能更强大。
不同点:
a、ReentrantLock多了锁投票,定时锁等候,中断锁等候;synchronized锁不能被打断;
b、synchronized是在JVM层面上实现的,不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定,而且在代码执行时出现异常,JVM会自动释放锁定;但是使用Lock则不行,lock是通过代码实现的,要保证锁定一定会被释放,就必须将unLock()放到finally{}中;
c、在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetrantLock,但是在资源竞争很激烈的情况下,Synchronized的性能会下降几十倍;但是ReetrantLock的性能能维持常态;
d、Atomic,不激烈情况下,性能比synchronized略逊,而激烈的时候,也能维持常态。激烈的时候,Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点,就是只能同步一个值,一段代码中只能出现一个Atomic的变量,多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。
线程A和B都要获取对象O的锁定,假设A获取了对象O锁,B将等待A释放对O的锁定,
如果使用 synchronized ,如果A不释放,B将一直等下去,不能被中断
如果 使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时间以后,中断等待,而干别的事情
ReentrantLock获取锁定与三种方式:
a) lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁
b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false;
c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit), 如果获取了锁定立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给定的时间,在等待的过程中,如果获取了锁定,就返回true,如果等待超时,返回false;
d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回,如果没有获取锁定,当前线程处于休眠状态,直到或者锁定,或者当前线程被别的线程中断。

参考:http://blog.csdn.net/natian306/article/details/18504111
http://f.dataguru.cn/thread-672673-1-1.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据