synchronize 或者lock 锁常见的使用场景

在 Java 多线程编程中，synchronized 和 Lock（如 ReentrantLock）是两种常见的线程同步机制。以下是它们的核心区别和典型使用场景，结合代码示例说明：

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一、synchronized 的常见场景

1. 简单的临界区保护

public class Counter {private int count = 0;// synchronized 修饰方法（锁对象为当前实例）public synchronized void increment() {count++;}// synchronized 代码块（显式指定锁对象）public void decrement() {synchronized(this) {count--;}}
}

适用场景：

• 快速实现线程安全的单例模式、计数器等简单同步逻辑
• 不需要手动释放锁，避免锁泄漏风险

2. 类级别锁

public class Logger {// 锁对象为 Class 对象public static synchronized void log(String message) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + message);}
}

适用场景：

• 需要全局唯一的锁（如静态方法同步）

3. 对象内部状态保护

public class BankAccount {private double balance;public synchronized void transfer(BankAccount target, double amount) {if (this.balance >= amount) {this.balance -= amount;target.balance += amount;}}
}

适用场景：

• 保护对象内部状态的原子性操作（如账户转账）

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二、Lock 的常见场景

1. 非阻塞尝试获取锁

public class Cache {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private Map<String, Object> data = new HashMap<>();public boolean tryUpdate(String key, Object value) {if (lock.tryLock()) {  // 尝试获取锁，失败立即返回try {data.put(key, value);return true;} finally {lock.unlock();}}return false;}
}

适用场景：

• 高并发下避免线程阻塞（如缓存更新、限流逻辑）

2. 可中断的锁等待

public class TaskQueue {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private Queue<Runnable> queue = new LinkedList<>();public Runnable getTask() throws InterruptedException {lock.lockInterruptibly();  // 允许被中断的锁等待try {while (queue.isEmpty()) {Condition notEmpty = lock.newCondition();notEmpty.await();}return queue.poll();} finally {lock.unlock();}}
}

适用场景：

• 需要响应中断的任务调度（如线程池任务队列）

3. 公平锁

public class TicketSystem {// 公平锁（按请求顺序分配锁）private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); private int tickets = 100;public void buyTicket() {lock.lock();try {if (tickets > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " buys ticket " + tickets--);}} finally {lock.unlock();}}
}

适用场景：

• 需要避免线程饥饿（如票务系统、资源按顺序分配）

4. 读写锁分离

public class ConfigManager {private final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock private Map<String, String> config = new HashMap<>();// 读操作（共享锁）public String getConfig(String key) {rwLock.readLock().lock();try {return config.get(key);} finally {rwLock.readLock().unlock();}}// 写操作（独占锁）public void updateConfig(String key, String value) {rwLock.writeLock().lock();try {config.put(key, value);} finally {rwLock.writeLock().unlock();}}
}

适用场景：

• 读多写少的场景（如配置管理、缓存系统）

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三、如何选择？

特性	synchronized	Lock
锁释放	自动释放（代码块/方法退出时）	必须手动调用 unlock()
可中断性	不支持	支持 (lockInterruptibly())
超时机制	不支持	支持 (tryLock(long, TimeUnit))
公平锁	非公平锁（默认）	可配置公平锁
锁绑定多个条件	不支持	支持 (newCondition())
性能	JDK6 后优化较好（偏向锁/轻量级锁）	高竞争场景下性能更优

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四、高频面试点

1. 锁升级过程（偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁）
2. synchronized 的底层实现（对象头 Mark Word、Monitor 机制）
3. AQS（AbstractQueuedSynchronizer）原理（Lock 的底层实现）
4. 死锁避免方法（如按固定顺序获取锁、使用 tryLock）
5. 锁粒度优化（如缩小同步代码块范围）

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五、陷阱提醒

• ❌ 在循环中调用 tryLock() 时未设置超时，可能导致 CPU 空转
• ❌ 忘记在 finally 块中释放 Lock，造成锁泄漏
• ❌ 错误使用 synchronized 修饰静态方法和实例方法，导致锁对象混淆

掌握这些核心场景和底层原理，可以更好地回答面试中的锁相关问题。