锁和同步方法之间的区别

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锁和同步方法之间的区别

我知道同步允许隐式锁定，但是这两种方式产生的结果是一样的吗？下面两段代码有什么区别？为什么程序员会选择使用每种方式？

代码块#1:

class PiggyBank {    
    private int balance = 0; 
    public int getBalance() {
        return balance; 
    }
    public synchronized void deposit(int amount) { 
        int newBalance = balance + amount;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException ie) {
            System.out.println("IE: " + ie.getMessage());
        }
        balance = newBalance;
    }
}

代码块#2:

class PiggyBank {
    private int balance = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock(); 
    public int getBalance() {
        return balance; 
    }
    public void deposit(int amount) { 
        lock.lock();
        try {
            int newBalance = balance + amount; 
            Thread.sleep(1);
            balance = newBalance;
        } catch (InterruptedException ie) { 
            System.out.println("IE: " + ie.getMessage());
        } finally { 
            lock.unlock();
        } 
    }
}

两段代码的区别在于同步的方式不同。代码块#1使用`synchronized`关键字来同步方法，这意味着只有一个线程可以同时执行`deposit`方法。代码块#2使用了显式的锁对象`Lock`，通过调用`lock()`和`unlock()`方法来手动锁定和解锁。这种方式提供了更细粒度的控制，允许程序员更灵活地管理并发访问。

程序员选择使用每种方式主要取决于对并发控制的需求。如果只需要简单的同步，代码块#1可能更加简洁和方便。如果需要更复杂的并发控制，例如实现读写锁或者条件等待，代码块#2提供了更多的灵活性和控制能力。

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问题出现的原因：在多线程环境中，需要保护共享资源的访问，以防止出现竞态条件（race condition）。在这种情况下，我们需要使用锁（locks）或同步方法（synchronized methods）来实现线程安全。

解决方法：根据问题的描述，ReentrantLock是一种更加灵活的锁机制，可以在一个方法中锁定临界区，然后在另一个方法中解锁。而synchronized则是基于代码块的结构来实现同步，不能在不同的方法中解锁。另外，在涉及到多个线程时，ReentrantLock的性能可能更好一些。

下面是整理后的文章：

在多线程环境中，为了保护共享资源的访问，避免出现竞态条件，我们需要使用锁（locks）或同步方法（synchronized methods）来实现线程安全。

在这方面，ReentrantLock是一种更加灵活的锁机制。使用ReentrantLock，我们可以在一个方法中锁定临界区，然后在另一个方法中解锁。这使得我们可以更加灵活地控制临界区的访问。而synchronized则是基于代码块的结构来实现同步，不能在不同的方法中解锁。

此外，当涉及到多个线程时，ReentrantLock可能具有更好的性能。这是因为在高并发情况下，ReentrantLock可以使用更加细粒度的锁机制，从而减少线程的竞争。而synchronized则是通过在每个对象上添加一个监视器锁来实现同步，所以在高并发情况下，可能会导致线程争夺同一个锁，从而降低性能。

ReentrantLock和synchronized都可以用于实现线程安全，但在不同的情况下可能有不同的优势。如果需要更加灵活的锁机制，可以选择使用ReentrantLock；如果只是简单地保护一个临界区，可以使用synchronized。而在涉及到多个线程的并发访问时，ReentrantLock可能具有更好的性能。

代码示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Example {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private int balance = 0;
    
    public void deposit(int amount) {
        lock.lock();
        try {
            balance += amount;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    
    public void withdraw(int amount) {
        lock.lock();
        try {
            balance -= amount;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在上面的代码示例中，我们使用ReentrantLock来实现对balance变量的访问控制。在deposit和withdraw方法中，我们首先通过调用lock方法来获取锁，然后在try-finally块中进行对balance的操作，最后在finally块中调用unlock方法来释放锁。这样可以确保在任何情况下都会释放锁，避免出现死锁的情况。

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