面试题：Java中ReentrantLock与synchronized在并发编程锁机制上有哪些主要区别？

1. 锁的获取与释放方式

synchronized：
- 它是基于JVM层面的内置锁，通过字节码指令 monitorenter 和 monitorexit 实现。当一个线程进入同步块时，会自动获取锁，退出同步块（正常结束或异常）时自动释放锁。
- 例如：

public class SynchronizedExample {
    private static final Object lock = new Object();
    public void synchronizedMethod() {
        synchronized (lock) {
            // 同步代码块
        }
    }
}

ReentrantLock：
- 它是基于API层面的锁，通过调用 lock() 方法获取锁，调用 unlock() 方法释放锁。需要手动在 finally 块中释放锁，以确保在异常情况下也能正确释放锁，避免死锁。
- 例如：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockExample {
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void lockMethod() {
        lock.lock();
        try {
            // 同步代码块
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

2. 锁的公平性

synchronized：
- 是非公平锁。线程在竞争锁时，不考虑等待时间的长短，只要锁一释放，任何线程都有机会获取锁，可能导致某些线程长时间等待。
ReentrantLock：
- 可以通过构造函数指定是否为公平锁。默认构造函数创建的是非公平锁。公平锁按照线程等待的先后顺序分配锁，能减少线程饥饿现象，但性能比非公平锁低，因为公平锁需要维护一个等待队列，线程切换开销更大。
- 例如，创建公平锁：

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

3. 锁的可中断性

synchronized：
- 不可中断。当一个线程获取到锁后，其他线程只能等待，无法在等待过程中被中断。
ReentrantLock：
- 可中断。通过 lockInterruptibly() 方法获取锁时，如果当前线程在等待过程中被中断，会抛出 InterruptedException 异常并放弃获取锁。
- 例如：

try {
    lock.lockInterruptibly();
    // 同步代码块
} catch (InterruptedException e) {
    // 处理中断
} finally {
    lock.unlock();
}

4. 锁的绑定条件

synchronized：
- 与一个对象实例绑定，每个对象都有一个监视器（monitor），通过 synchronized 关键字修饰的代码块或方法，实际上是获取该对象的监视器锁。
ReentrantLock：
- 可以绑定多个 Condition 对象，每个 Condition 可以实现不同的等待和唤醒策略。Condition 比 Object 的 wait() 和 notify() 方法更灵活，可实现更细粒度的线程间通信。
- 例如：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
try {
    lock.lock();
    condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
    // 处理中断
} finally {
    lock.unlock();
}

场景选择

优先选择synchronized的场景：
- 代码简单，对锁的功能要求不高，主要关注代码的简洁性和可读性。例如，简单的同步方法或同步块来保证数据的一致性。
- 不需要考虑锁的公平性、可中断性等特殊需求时，因为 synchronized 性能优化后，在一般场景下能满足并发需求且开销较小。
优先选择ReentrantLock的场景：
- 需要实现公平锁机制，避免线程长时间等待，例如在一些对公平性要求较高的资源分配场景。
- 需要锁的可中断性，当线程在等待锁的过程中需要能够响应中断信号时，如在处理任务取消的场景。
- 需要更灵活的线程间通信，通过 Condition 实现比 synchronized 更细粒度的控制，例如在生产者 - 消费者模型中实现更复杂的唤醒策略。

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面试题：Java中ReentrantLock与synchronized在并发编程锁机制上有哪些主要区别？

知识考点

面试题答案

1. 锁的获取与释放方式

2. 锁的公平性

3. 锁的可中断性

4. 锁的绑定条件

场景选择