关于synchronized-reentrantlock-volatile学习总结1.0
<h1 id="synchronized">Synchronized</h1><h2 id="synchronized-是什么">synchronized 是什么</h2>
<p><code>synchronized</code>是 java 提供的<strong>原子性内置锁</strong>，实现基本的同步机制，<strong>不支持超时，非公平</strong>，<strong>不可中断，不支持多条件</strong>，基于 JVM 的 Monitor（监视锁）机制实现，<strong>主要解决</strong>的是多个线程之间的访问资源的同步性，可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只有一个线程执行，以及保证：</p>
<ul>
<li>原子性</li>
<li>可见性</li>
<li>有序性</li>
</ul>
<blockquote>
<p>监视器锁（Monitor）是 JVM 内置的锁机制，开发者无法直接操作 Monitor，只能通过 <code>synchronized</code> 间接使用它。Monitor 的获取与释放对开发者是不可见的，由 JVM 自动管理</p>
</blockquote>
<p><code>synchronized</code>还是<strong>排它锁</strong>，当一个线程获得锁之后，其他线程就必须等到该线程释放锁之后才能获得锁，由于java中的线程和操作系统原生线程一一对应，线程被阻塞或者唤醒的时候会从用户态转换为内核态，这种转换非常消耗性能。</p>
<h2 id="synchronized-的可重入性">synchronized 的可重入性</h2>
<p><code>synchronized</code>是可重入的，每获取一次锁，计数器加一，释放锁时，计数器减一，直到计数器为 0，锁才会真正释放。</p>
<h1 id="reentrantlock">ReentrantLock</h1>
<p><code>ReentrantLock</code>是 JUC（java.util.concurrent.locks）提供的一个可重入锁、可中断、公平锁/非公平锁任选的显式锁（Explicit Lock）</p>
<h2 id="reentrantlock-锁模式">ReentrantLock 锁模式</h2>
<h3 id="非公平锁默认">非公平锁（默认）</h3>
<p>获取锁的时候会“插队”，性能高，吞吐量大</p>
<h3 id="公平锁">公平锁</h3>
<p>FIFO，先来先获取锁，但是性能比非公平锁低</p>
<pre><code class="language-java">ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);// true = 公平锁
</code></pre>
<h2 id="reentrantlock的能力">ReentrantLock的能力</h2>
<p><code>ReentrantLock</code>底层实现主要是依赖于抽象类<code>AbstractQueuedSynchronizer(AQS)</code>，该类提供了基本同步机制的框架，其中包含了队列，状态值等。</p>
<h3 id="1trylock--尝试获得锁不等待">1、tryLock() – 尝试获得锁，不等待</h3>
<pre><code class="language-java">if (lock.tryLock()) {
try { ... } finally { lock.unlock(); }
} else {
System.out.println("获取锁失败");
}
</code></pre>
<p>作用：防止线程永久等待 → 适合高性能场景（比如秒杀系统）</p>
<h3 id="2trylocktimeout--超时获取锁">2、tryLock(timeout) – 超时获取锁</h3>
<pre><code class="language-java">if (lock.tryLock(2, TimeUnit.SECONDS)) {
try { ... } finally { lock.unlock(); }
}
</code></pre>
<p>作用：避免长时间等待，适用于读写混用、高并发业务。</p>
<h3 id="3lockinterruptibly--可中断获取锁">3、lockInterruptibly – 可中断获取锁</h3>
<pre><code class="language-java">try {
lock.lockInterruptibly();
try { ... } finally { lock.unlock(); }
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("线程被中断，放弃等待锁");
}
</code></pre>
<p>作用：在等待锁期间可取消任务，适用于死锁检测等场景。</p>
<h3 id="4多条件队列--condition">4、多条件队列 – Condition</h3>
<p>相比于<code>synchronized</code>只有一个<code>wait-set</code>，而<code>ReentrantLock</code>可以创建多个<code>Condition</code></p>
<pre><code class="language-java">Condition condition = lock.newCondition();
</code></pre>
<p>作用：实现更复杂的线程通信（比如生产者 / 消费者 多条件控制）。</p>
<h1 id="synchronized-vs-reentrantlock">Synchronized VS. ReentrantLock</h1>
<table>
<thead>
<tr>
<th>能力</th>
<th>synchronized</th>
<th>ReentrantLock</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>可重入</td>
<td>✔</td>
<td>✔</td>
</tr>
<tr>
<td>公平锁</td>
<td>✘</td>
<td>✔（可选）</td>
</tr>
<tr>
<td>非阻塞尝试</td>
<td>✘</td>
<td>tryLock() ✔</td>
</tr>
<tr>
<td>可中断获取锁</td>
<td>✘</td>
<td>lockInterruptibly() ✔</td>
</tr>
<tr>
<td>超时获取锁</td>
<td>✘</td>
<td>tryLock(timeout) ✔</td>
</tr>
<tr>
<td>条件队列</td>
<td>1 个 wait-set</td>
<td>多个 Condition ✔</td>
</tr>
<tr>
<td>必须手动释放锁</td>
<td>自动</td>
<td>必须 unlock()</td>
</tr>
<tr>
<td>使用场景</td>
<td>一般情况用Synchronized就行，比较简单</td>
<td>比较灵活，支持的功能比较多，在复杂情况下用</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<h1 id="volatile">volatile</h1>
<h2 id="volatile-的作用">volatile 的作用</h2>
<p>主要保证<strong>变量的可见性</strong>和<strong>禁止指令重排优化</strong>，但是不能保证原子性</p>
<h3 id="1可见性visibility">1、可见性（Visibility）</h3>
<p>多个线程读写共享变量，如果不加 volatile：</p>
<ul>
<li>线程可能读取到 <strong>旧值</strong>（因为线程读的是工作内存副本）</li>
<li>volatile 让线程每次读取都从 <strong>主内存</strong> 读</li>
</ul>
<p>避免线程间由于缓存一致性问题导致的 “看见” 旧值的现象。</p>
<h3 id="2禁止指令重排序ordering">2、禁止指令重排序（ordering）</h3>
<p>volatile 会插入<strong>内存屏障</strong>（Memory Barrier），例如：</p>
<ul>
<li>LoadLoad</li>
<li>StoreStore</li>
<li>StoreLoad（最强）</li>
</ul>
<p>从而阻止 JVM 和 CPU 进行重排序</p>
<h1 id="synchronized-vs-volatile">Synchronized VS. volatile</h1>
<p>volatile 只保证可见性 + 禁止重排；synchronized 保证原子性 + 可见性 + 有序性。<br>
volatile 是“轻量级读写”；synchronized 是“重量级加锁”。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th>对比项</th>
<th><strong>volatile</strong></th>
<th><strong>synchronized</strong></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><strong>是否保证原子性</strong></td>
<td>❌ 不保证</td>
<td>✔ 保证</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>可见性</strong></td>
<td>✔ 保证</td>
<td>✔ 保证</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>是否禁止指令重排</strong></td>
<td>✔ 禁止</td>
<td>✔ 禁止（通过内存屏障）</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>是否会阻塞线程</strong></td>
<td>❌ 不会阻塞</td>
<td>✔ 可能阻塞（等待锁）</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>是否适用于复合操作（i++）</strong></td>
<td>❌ 不适用</td>
<td>✔ 适用</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>性能</strong></td>
<td>⭐ 非常快</td>
<td>🐢 慢（涉及锁竞争）</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>底层实现</strong></td>
<td>内存屏障 + volatile 写入协议</td>
<td>监视器锁（Monitorenter/monitorexit）</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>是否可重入</strong></td>
<td>不适用</td>
<td>✔ 可重入锁</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>是否能实现临界区保护</strong></td>
<td>❌ 不行</td>
<td>✔ 可以</td>
</tr>
<tr>
<td><strong>适用场景</strong></td>
<td>状态标志、DCL 单例、配置刷新</td>
<td>多线程共享修改的临界区</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>The end….</p><br><br>
来源：https://www.cnblogs.com/Lantz12/p/19287731
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