Java 并发：synchronized 与 ReentrantLock 全面解析

一、前言

在 Java 多线程编程中，线程安全是核心问题。synchronized 与 ReentrantLock 是最常用的两种同步方案，都能实现可重入独占锁，保证临界区代码的原子性、可见性与有序性。

本文从底层原理、使用方式、核心特性、对比选型四个维度，帮你彻底搞懂二者的区别与适用场景。

二、synchronized 详解

2.1 基本介绍

synchronized 是 JVM 内置的隐式锁，由 JVM 自动管理加锁与释放，无需手动编码，使用简单、安全。

2.2 底层原理

字节码：通过 monitorenter/monitorexit 指令实现
运行时：依赖对象头 Mark Word 与 Monitor（监视器锁）
JDK 1.6+ 优化：偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁自动升级

2.3 三种使用方式

// 1. 修饰实例方法（锁当前对象 this）
public synchronized void method() {
    // 临界区
}

// 2. 修饰静态方法（锁当前类 Class 对象）
public static synchronized void staticMethod() {
    // 临界区
}

// 3. 同步代码块（自定义锁对象，粒度更细）
public void blockMethod() {
    synchronized (this) {
        // 临界区
    }
}

2.4 核心特点

自动加锁、自动释放（正常结束/异常都会释放）
仅支持非公平锁，无法配置
不支持响应中断、不支持超时获取
语法简洁，不易出错，适合简单同步场景

三、ReentrantLock 详解

3.1 基本介绍

ReentrantLock 是 JUC 包提供的显式锁，基于 AQS(AbstractQueuedSynchronizer) 实现，功能更强大、可控性更高。

3.2 标准使用模板

必须配合 try-finally 确保锁释放，避免死锁

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockDemo {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void work() {
        // 加锁
        lock.lock();
        try {
            // 临界区业务逻辑
        } finally {
            // 必须在 finally 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

3.3 高级特性（核心优势）

支持公平/非公平锁

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);   // 公平锁（FIFO）
ReentrantLock unfairLock = new ReentrantLock();    // 非公平锁（默认）

支持响应中断

lock.lockInterruptibly(); // 等待锁时可被中断，避免永久阻塞

支持超时获取锁

boolean tryLock = lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS);

可绑定多个 Condition 实现精准唤醒

四、核心对比（面试高频）

对比项	synchronized	ReentrantLock
实现层面	JVM 原生实现	Java 代码基于 AQS 实现
锁管理	隐式，自动加释放	显式，手动 lock/unlock
公平性	仅非公平	支持公平/非公平切换
中断支持	不支持	支持 lockInterruptibly
超时获取	不支持	支持 tryLock(timeout)
Condition	不支持，只能 wait/notify	支持多 Condition 精准唤醒
使用成本	极简，不易出错	需手动释放，易遗漏
性能	JDK 1.8+ 优化后接近	高并发下更可控