[Java知识库]synchronized、volatile、Lock和ReentrantLock的区别

1、synchronized 和 volatile的区别

volatile 解决的是内存可见性问题，会使得所有对 volatile 变量的读写都直接写入主存，即保证了变量的可见性。
synchronized 解决的是执行控制的问题，他会阻止其他线程获取当前对象的监控锁，这样一来就让当前对象被 synchronized 关键字保护的代码无法被其他线程访问，也就是无法并发执行。synchronized 会创建一个内存屏障，内存屏障指令保证了所有CPU操作结果都会直接刷到主存中，从而保证操作的内存可见性，同时也使得这个锁的线程的所有操作都 happens-before 于随后获得这个锁的线程的操作。

两者的区别主要有如下：

1. volatile 本质是在告诉JVM当前变量在寄存器（工作内存）中的是不确定的，需要从主存中读取；synchronized 则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
2. volatile 仅能使用在变量级别；synchronized 则可以使用在变量、方法和类级别的。
3. volatile 仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而 synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性。
4. volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。
5. volatile 标记的变量不会被编译器优化；synchronized 标记的变量可以被编译器优化。

2、synchronized 和 Lock 的区别

1. synchronized 可以给类、方法、代码块加锁；而Lock只能给代码块加锁。
2. synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会造成死锁。
3. 通过Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到。

3、synchronized 和 ReentrantLock 的区别

• 两者都是可重入锁。
• synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API。
• ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能。
  1. 等待可中断。通过 Lock.lockInterruptibly() 来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。
  2. ReentrantLock 可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。
  3. 用 ReentrantLock 类结合 Condition 实例可以实现“选择性通知”。

使用选择：

• 除非需要使用 ReentrantLock 的高级功能，否则优先使用 synchronized。
• synchronized 是JVM实现的一种锁机制，JVM 原生地支持它，而ReentrantLock 不是所有的 JDK 版本都支持。并且使用 synchronized 不用担心没有释放锁而导致死锁问题，因为 JVM 会确保锁的释放。