synchronized 关键字和 Lock 接口(特别是 ReentrantLock)是两种常用的线程同步机制。尽管它们都用于控制对共享资源的访问,但它们在功能和灵活性方面存在一些显著差异。
1. synchronized 的特点
- 简洁易用:synchronized 是语言级别的关键字,使用简单且直观。
- 自动释放锁:当线程退出 synchronized 方法或代码块时,无论是正常退出还是抛出异常,锁都会自动释放。
- 可重入性:同一个线程可以多次获得同一个锁。
- 内置等待通知机制:synchronized 结合 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法,可以实现线程间的等待和通知机制。
示例代码
public class SynchronizedExample {
private final Object lock = new Object();
public void synchronizedMethod() {
synchronized (lock) {
// 代码块
}
}
}
2. Lock 接口的特点
- 中断响应:Lock 接口支持中断锁请求,线程可以在等待锁时响应中断信号。
- 尝试获取锁:Lock 提供了 tryLock() 方法,允许线程尝试获取锁而不是一直等待。
- 超时获取锁:Lock 提供了 tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法,允许线程在指定时间内尝试获取锁。
- 公平锁:Lock 可以配置为公平锁,确保锁的获取顺序遵循先到先得的原则。
- 条件变量:Lock 提供了 Condition 接口,可以实现更复杂的等待/通知机制。
- 读写锁:ReadWriteLock 提供了一种更高效的锁机制,允许多个读线程同时访问共享资源,而写线程则需要独占访问。ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 的一个实现。
3. 为什么 synchronized 不支持中断
synchronized 关键字在 Java 中用于同步代码块或方法,它提供了一种简单的机制来确保同一时刻只有一个线程可以执行同步代码块或方法。然而,与基于 AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 的显式锁(如 ReentrantLock)不同,synchronized 关键字不支持线程的中断机制。
synchronized 的工作机制,是使用一种隐式锁机制,当一个线程进入同步代码块或方法时,它会自动获取对象的监视器锁(monitor lock),并在退出时自动释放该锁。如果另一个线程尝试进入同一个同步代码块或方法,它将被阻塞,直到第一个线程释放锁。
具体原因
- 设计简洁性:synchronized 的设计目的是提供一种简单的同步机制,不需要开发者处理复杂的中断逻辑。
- 自动管理锁的释放:synchronized 自动管理锁的释放,无论是正常退出还是异常退出,锁都会被自动释放,这种自动化机制与中断支持的灵活性存在一定的冲突。
- 历史原因:synchronized 是 Java 早期版本就引入的机制,当时并发编程的需求和理解还没有现在这么复杂和深入。