Java线程同步：Synchronized与Lock，一场爱的纠葛
各位观众，各位老铁，欢迎来到今晚的“并发编程情感剧场”！今天，我们不聊八卦，不谈风月，我们来聊聊Java世界里一对著名的“情侣”——synchronized和Lock。
这对“情侣”啊，可真是让人又爱又恨。他们都肩负着一个神圣的使命：保证多线程环境下共享数据的安全，防止出现“你抢我夺”、“鸡飞狗跳”的数据不一致问题。但是，他们的性格、脾气、甚至“恋爱方式”，那可是大相径庭！
准备好瓜子饮料小板凳，让我们一起走进他们的世界，看看他们是如何“相爱相杀”，又各自有着怎样的优缺点。
第一幕：Synchronized，那位“霸道总裁”
首先登场的是我们的synchronized，一位名副其实的“霸道总裁”。他呀，简单粗暴，喜欢“一言堂”，但也正因为如此，才赢得了无数开发者的青睐。
1. 什么是Synchronized？
synchronized，翻译过来就是“同步的”，它本质上是Java提供的一种内置的锁机制。你可以把它想象成一个“通行证”，只有拿到通行证的线程，才能进入被synchronized修饰的代码块或者方法。其他线程只能乖乖地在外面排队，等待“霸道总裁”放行。
2. Synchronized的使用方法
synchronized的使用方式主要有两种：
-
修饰方法： 直接在方法声明前加上
synchronized关键字。这意味着整个方法在同一时刻只能被一个线程访问。public synchronized void doSomething() { // 一些代码... }这种方式简单明了，就像霸道总裁直接宣布：“这块地盘，我说了算！”
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修饰代码块： 使用
synchronized(object)来指定需要同步的代码块，以及需要锁定的对象。public void doSomethingElse() { synchronized (this) { // 一些代码... } }这种方式更加灵活，可以精确地控制需要同步的范围。 就像霸道总裁说：“这间屋子，我说了算！”
3. Synchronized的底层原理
synchronized的底层原理涉及到Java虚拟机（JVM）的一些机制，主要依赖于Monitor对象。每个Java对象都关联着一个Monitor，当synchronized修饰的代码被执行时，线程会尝试获取Monitor的所有权。
- 获取Monitor： 线程尝试进入
synchronized修饰的代码块或方法时，会尝试获取Monitor。如果Monitor未被占用，线程成功获取并进入。 - 锁定Monitor： 成功获取Monitor的线程会持有该Monitor，其他线程尝试进入时会被阻塞，进入等待队列。
- 释放Monitor： 当持有Monitor的线程执行完
synchronized修饰的代码后，会释放Monitor，唤醒等待队列中的一个线程（具体唤醒哪个线程由JVM决定）去竞争Monitor。
可以用一个表格来总结一下：
| 状态 | 描述 |
|---|---|
| 未锁定状态 | 没有任何线程持有Monitor。 |
| 锁定状态 | 有一个线程持有Monitor，其他线程无法进入synchronized代码块或方法。 |
| 等待状态 | 线程因为无法获取Monitor而被阻塞，进入等待队列。 |
4. Synchronized的优点
- 简单易用： 使用
synchronized非常简单，只需要一个关键字即可实现同步。 这就像霸道总裁的命令，简洁明了，无需多言。 - JVM内置支持：
synchronized是JVM内置的，无需引入额外的库。 - 自动释放锁： 即使出现异常，
synchronized也会自动释放锁，避免死锁。 这一点很重要，毕竟霸道总裁再怎么霸道，也不会坑你。
5. Synchronized的缺点
- 灵活性差：
synchronized只能实现排他锁，无法实现更复杂的同步需求，比如公平锁、读写锁等。 - 阻塞等待： 线程在等待
synchronized锁时会被阻塞，无法响应中断。 这就像被霸道总裁禁锢，只能乖乖等待。 - 性能问题： 在高并发场景下，
synchronized的性能可能不如Lock，因为它的锁升级过程比较复杂。
总而言之，synchronized就像一位霸道总裁，虽然简单粗暴，但也能解决大部分并发问题。 适合那些不需要太多花里胡哨操作的场景。
第二幕：Lock，那位“温柔骑士”
接下来，让我们欢迎另一位主角——Lock，一位温文尔雅的“骑士”。 他不像synchronized那样霸道，而是更加灵活、更加可控，也更加复杂。
1. 什么是Lock？
Lock是Java提供的一个接口，位于java.util.concurrent.locks包下。 它提供了一种更加灵活的锁机制，允许开发者自定义锁的行为。你可以把它想象成一把“定制钥匙”，你可以根据自己的需求，打造不同功能的钥匙。
2. Lock的常用实现类
Lock接口有很多实现类，其中最常用的是ReentrantLock（可重入锁）。
- ReentrantLock： 允许同一个线程多次获取同一个锁，避免死锁。 这就像骑士的盔甲，保护骑士免受伤害。
3. Lock的使用方法
Lock的使用需要手动获取和释放锁，通常需要结合try...finally块来确保锁的释放。
Lock lock = new ReentrantLock();
try {
lock.lock(); // 获取锁
// 一些代码...
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}这种方式需要手动管理锁的获取和释放，稍有不慎就可能导致死锁。 但也正因为如此，才赋予了开发者更大的控制权。
4. Lock的特性
- 可中断： 允许线程在等待锁的过程中被中断。
- 可定时： 允许线程在指定时间内尝试获取锁，如果超时则放弃。
- 公平锁： 可以实现公平锁，保证线程按照请求锁的顺序获取锁。
- 读写锁： 可以实现读写锁，允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。
5. Lock的优点
- 灵活性强：
Lock提供了丰富的锁功能，可以满足各种复杂的同步需求。 这就像骑士的武器库，可以应对各种战斗场景。 - 可控性高：
Lock允许开发者手动管理锁的获取和释放，更加可控。 - 性能优化： 在某些场景下，
Lock的性能可能优于synchronized。
6. Lock的缺点
- 使用复杂：
Lock的使用需要手动管理锁的获取和释放，容易出错。 这就像骑士的训练，需要付出更多的努力。 - 容易死锁： 如果忘记释放锁，或者释放锁的时机不正确，容易导致死锁。
- 需要引入额外的库：
Lock位于java.util.concurrent.locks包下，需要引入额外的库。
总而言之，Lock就像一位温柔的骑士，虽然需要付出更多的努力，但也能提供更加强大的保护。 适合那些需要精细控制、追求更高性能的场景。
第三幕：Synchronized vs. Lock，一场爱的纠葛
现在，让我们来对比一下这对“情侣”：
| 特性 | Synchronized | Lock |
|---|---|---|
| 易用性 | 简单易用 | 使用复杂 |
| 灵活性 | 灵活性差 | 灵活性强 |
| 可控性 | 可控性低 | 可控性高 |
| 性能 | 在低并发场景下性能较好，高并发场景下可能不如Lock | 在高并发场景下性能可能优于Synchronized |
| 死锁风险 | 自动释放锁，不易死锁 | 需要手动释放锁，容易死锁 |
| 功能 | 只能实现排他锁 | 可以实现排他锁、公平锁、读写锁等 |
| 可中断性 | 不可中断 | 可中断 |
| 可定时性 | 不可定时 | 可定时 |
可以看到，synchronized和Lock各有优缺点，选择哪一个取决于具体的应用场景。
- 如果你的场景比较简单，不需要太多的花里胡哨，而且对性能要求不高，那么
synchronized是一个不错的选择。 就像选择一位踏实可靠的伴侣，虽然没有太多惊喜，但也能给你安稳的生活。 - 如果你的场景比较复杂，需要精细控制锁的行为，而且对性能要求很高，那么
Lock可能更适合你。 就像选择一位充满挑战的伴侣，虽然需要付出更多的努力，但也能给你带来更多的成长。
总结：
synchronized和Lock就像一对性格迥异的“情侣”，他们都致力于解决并发问题，但方式却大相径庭。 选择哪一个，取决于你的需求和偏好。 希望通过今天的讲解，你能对他们有更深入的了解，在并发编程的道路上，做出更明智的选择。
最后，记住一句至理名言：并发编程，慎之又慎！ 避免死锁，从我做起！
感谢大家的观看，我们下期再见！ （挥手） 👋