ReentrantLock与Synchronized的区别：深入解析与应用

在Java并发编程中，ReentrantLock和Synchronized是两个常用的同步机制，它们在实现线程同步和互斥访问方面各有千秋。今天我们就来深入探讨一下它们的区别以及在实际应用中的选择。

1. 基本概念

Synchronized是Java内置的关键字，用于在多个线程之间实现同步。它可以修饰方法或代码块，确保在同一时间只有一个线程可以执行被同步的代码段。它的使用非常简单，只需要在方法或代码块前加上synchronized关键字即可。

ReentrantLock是Java并发包（java.util.concurrent.locks）中的一个类，它提供了比synchronized更灵活的锁操作。ReentrantLock实现了Lock接口，允许显式地获取和释放锁。

2. 实现原理

Synchronized：底层通过监视器（Monitor）实现，依赖于JVM的同步机制。每个对象都有一个监视器，当线程访问同步代码块时，会尝试获取该对象的监视器锁。
ReentrantLock：基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架实现，提供了更细粒度的锁控制。ReentrantLock可以是公平锁或非公平锁，默认是非公平锁。

3. 功能对比

可中断性：ReentrantLock提供lockInterruptibly()方法，允许线程在等待锁的过程中被中断，而Synchronized不支持这种操作。
公平锁：ReentrantLock可以设置为公平锁，保证线程按照请求锁的顺序获取锁，而Synchronized默认是非公平锁。
锁超时：ReentrantLock提供tryLock()方法，可以尝试获取锁，并在指定时间内放弃尝试，Synchronized没有这种功能。
条件变量：ReentrantLock可以与Condition对象配合使用，提供更复杂的线程间通信机制，而Synchronized只能通过wait()和notify()方法实现。

4. 性能

在低竞争情况下，Synchronized的性能可能略优于ReentrantLock，因为它是JVM内置的，优化得更好。但在高竞争环境下，ReentrantLock的灵活性和可调节性使其性能表现更好。

5. 应用场景

Synchronized适用于：
- 代码简单，锁竞争不激烈的情况。
- 需要自动释放锁的场景（如方法级别的同步）。
ReentrantLock适用于：
- 需要更细粒度控制锁的场景，如需要公平锁、可中断锁、锁超时等。
- 需要多个条件变量的复杂线程间通信。
- 需要在锁获取和释放之间执行其他操作的场景。

6. 示例

// Synchronized示例
public synchronized void syncMethod() {
    // 同步代码块
}

// ReentrantLock示例
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void lockMethod() {
    lock.lock();
    try {
        // 同步代码块
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

7. 总结

ReentrantLock和Synchronized各有优劣，选择使用哪一个取决于具体的应用场景。Synchronized简单易用，适用于大多数同步需求，而ReentrantLock提供了更丰富的功能，适用于需要更复杂锁操作的场景。在实际开发中，理解它们的区别和应用场景，可以帮助我们更好地编写高效、安全的并发代码。

希望这篇文章能帮助大家更好地理解ReentrantLock和Synchronized的区别，并在实际项目中做出正确的选择。