1、ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义，此外还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候
线程A和B都要获取对象O的锁定，假设A获取了对象O锁，B将等待A释放对O的锁定，
如果使用 synchronized ，如果A不释放，B将一直等下去，不能被中断
如果 使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事情

ReentrantLock获取锁定与三种方式：
a) lock(), 如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁
b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有锁，立即返回false；
c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit)， 如果获取了锁定立即返回true，如果别的线程正持有锁，会等待参数给定的时间，在等待的过程中，如果获取了锁定，就返回true，如果等待超时，返回false；
d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回，如果没有获取锁定，当前线程处于休眠状态，直到或者锁定，或者当前线程被别的线程中断

2、synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally{}中

3、在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态；

5.0的多线程任务包对于同步的性能方面有了很大的改进，在原有synchronized关键字的基础上，又增加了ReentrantLock，以及各种Atomic类。了解其性能的优劣程度，有助与我们在特定的情形下做出正确的选择。

总体的结论先摆出来：

synchronized：
在资源竞争不是很激烈的情况下，偶尔会有同步的情形下，synchronized是很合适的。原因在于，编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize，另外可读性非常好，不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。

ReentrantLock:
ReentrantLock提供了多样化的同步，比如有时间限制的同步，可以被Interrupt的同步（synchronized的同步是不能Interrupt的）等。在资源竞争不激烈的情形下，性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候，synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock确还能维持常态。

Atomic:
和上面的类似，不激烈情况下，性能比synchronized略逊，而激烈的时候，也能维持常态。激烈的时候，Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点，就是只能同步一个值，一段代码中只能出现一个Atomic的变量，多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。

所以，我们写同步的时候，优先考虑synchronized，如果有特殊需要，再进一步优化。ReentrantLock和Atomic如果用的不好，不仅不能提高性能，还可能带来灾难。

先贴测试结果：再贴代码（Atomic测试代码不准确，一个同步中只能有1个Actomic，这里用了2个，但是这里的测试只看速度）

round:100000 thread:5
Sync = 35301694
Lock = 56255753
Atom = 43467535

round:200000 thread:10
Sync = 110514604
Lock = 204235455
Atom = 170535361

round:300000 thread:15
Sync = 253123791
Lock = 448577123
Atom = 362797227

round:400000 thread:20
Sync = 16562148262
Lock = 846454786
Atom = 667947183

round:500000 thread:25
Sync = 26932301731
Lock = 1273354016
Atom = 982564544

package test.thread;

import static java.lang.System.out;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestSyncMethods {

public static void test(int round,int threadNum,CyclicBarrier cyclicBarrier){new SyncTest("Sync",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();new LockTest("Lock",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();new AtomicTest("Atom",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();
}public static void main(String args[]){for(int i=0;i<5;i++){int round=100000*(i+1);int threadNum=5*(i+1);CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(threadNum*2+1);out.println("==========================");out.println("round:"+round+" thread:"+threadNum);test(round,threadNum,cb);}
}

}

class SyncTest extends TestTemplate{
public SyncTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
super( _id, _round, _threadNum, _cb);
}
@Override
/**
* synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题
*/
synchronized long getValue() {
return super.countValue;
}
@Override
synchronized void sumValue() {
super.countValue+=preInit[index++%round];
}
}

class LockTest extends TestTemplate{
ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
public LockTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
super( _id, _round, _threadNum, _cb);
}
/**
* synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题
*/
@Override
long getValue() {
try{
lock.lock();
return super.countValue;
}finally{
lock.unlock();
}
}
@Override
void sumValue() {
try{
lock.lock();
super.countValue+=preInit[index++%round];
}finally{
lock.unlock();
}
}
}

class AtomicTest extends TestTemplate{
public AtomicTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
super( _id, _round, _threadNum, _cb);
}
@Override
/**
* synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题
*/
long getValue() {
return super.countValueAtmoic.get();
}
@Override
void sumValue() {
super.countValueAtmoic.addAndGet(super.preInit[indexAtomic.get()%round]);
}
}
abstract class TestTemplate{
private String id;
protected int round;
private int threadNum;
protected long countValue;
protected AtomicLong countValueAtmoic=new AtomicLong(0);
protected int[] preInit;
protected int index;
protected AtomicInteger indexAtomic=new AtomicInteger(0);
Random r=new Random(47);
//任务栅栏，同批任务，先到达wait的任务挂起，一直等到全部任务到达制定的wait地点后，才能全部唤醒，继续执行
private CyclicBarrier cb;
public TestTemplate(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
this.id=_id;
this.round=_round;
this.threadNum=_threadNum;
cb=_cb;
preInit=new int[round];
for(int i=0;i<preInit.length;i++){
preInit[i]=r.nextInt(100);
}
}

abstract void sumValue();
/** 对long的操作是非原子的，原子操作只针对32位* long是64位，底层操作的时候分2个32位读写，因此不是线程安全*/
abstract long getValue();public void testTime(){ExecutorService se=Executors.newCachedThreadPool();long start=System.nanoTime();//同时开启2*ThreadNum个数的读写线程for(int i=0;i<threadNum;i++){se.execute(new Runnable(){public void run() {for(int i=0;i<round;i++){sumValue();}//每个线程执行完同步方法后就等待try {cb.await();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});se.execute(new Runnable(){public void run() {getValue();try {//每个线程执行完同步方法后就等待cb.await();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});}try {//当前统计线程也wait,所以CyclicBarrier的初始值是threadNum*2+1cb.await();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//所有线程执行完成之后，才会跑到这一步long duration=System.nanoTime()-start;out.println(id+" = "+duration);}

}

一、synchronize修饰不同代码都是锁住了什么？
大家都知道synchronize可以修饰属性、代码块，方法、类，但是修饰不同的代码锁住的内容是不同的。
1、修饰非静态属性和方法时，拿到的是调用这个方法或者属性的对象（this）的锁。
2、synchronize（）修饰代码块时，拿到的是指定对象的锁。
3、修饰类、静态方法、静态代码块时，由于没有this指针，因此拿到的是类锁，也就是该类的class对象。
！！！注意：一个对象只有一个锁

二、关于synchronize
由于synchronize是由JVM实现的，因此当加锁代码出现异常时，对象锁可以由JVM释放，包含以下三种情况：
1、 占有锁的线程执行完了代码块，然后释放对锁的占有；
2、 占有锁的线程发生了异常，此时JVM会让线程自动释放锁；
3、 占有锁的线程调用了wait()方法，从而进入了WAITING状态需要释放锁。

三、关于Lock

由于Lock是由JDK实现的，所以不像synchronize锁的获取和释放都是由JVM控制的，Lock的获取和释放都需要手动进行，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。

1、lock() 获取锁与释放锁 ，如果锁已被其他线程获取，则进行等待。

复制代码
1 Lock lock = …; lock.lock();
2 try{
3 　　 //处理任务
4 }catch(Exception ex){
5 }finally{
6 lock.unlock(); //释放锁
7 }
复制代码

2、tryLock() 获取锁时有返回值可以得知获取锁操作是否成功

复制代码
1 Lock lock = …;
2 if(lock.tryLock()) {
3 try{
4 //处理任务
5 　　 }catch(Exception ex){
6 }finally{
7 lock.unlock(); //释放锁
8 　　}
9 }else {
10 //如果不能获取锁，则直接做其他事情
11 }
复制代码
如果获取成功则返回True，如果锁被其他线程占用则返回FALSE，该方法会立即返回结果，不会让线程一直处于等待状态。

3、tryLock(long time,TimeUnit unit) 与tryLock() 类似，但是与tryLock立即返回结果不同，该方法在拿不到锁的情况下回等待time时间，如果在限定时间内还是拿不到锁就返回FALSE，如果在一开始或者等待时间内拿到锁则返回TRUE。

4、lockInterruptibly()

通过这个方法尝试获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则该线程可以响应Thread.interrupt()中断。synchronize对于没有获得锁处于等待状态的线程无法响应中断。

1 public void method() throws InterruptedException {
2 lock.lockInterruptibly();
3 try { //… }
4 finally { lock.unlock(); }
5 }
lockInterruptibly方法必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly的方法外声明抛出InterruptedException，推荐使用后者。

5、readWriteLock()

该锁提升了读操作的效率，不过要注意的是，如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程也会一直等待释放写锁。

四、Lock和synchronized的选择：
1、 Lock是一个接口，属于JDK层面的实现；而synchronized属于Java语言的特性，其实现有JVM来控制（代码执行完毕，出现异常，wait时JVM会主动释放锁）。
2、 synchronized在发生异常时，会自动释放掉锁，故不会发生死锁现(此时的死锁一般是代码逻辑引起的)；而Lock必须在finally中主动unlock锁，否则就会出现死锁。
3、 Lock能够响应中断，让等待状态的线程停止等待；而synchronized不行。
4、 通过Lock可以知道线程是否成功获得了锁，而synchronized不行。
5、 Lock提高了多线程下对读操作的效率。

五、扩展
1、可重入锁：synchronized和ReentrantLock都是可重入锁。当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。

2、可中断锁：等待获得锁的等待过程是否可以中断。通过上面的例子，我们可以得知Lock是可中断锁，而synchronized不是。

3、公平锁：尽量以请求的顺序来获取锁，同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该锁。synchronized是非公平锁，而ReentrantLock和ReentReadWriteLock默认情况下是非公平锁，但是可以设置成公平锁。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(true);
设置为TRUE即为公平锁，为FALSE或者无参数为非公平锁。

4、读写锁：读写锁将对临界资源的访问分成了两个锁，一个读锁和一个写锁。增加读写灵活性。即ReadWriteLock接口及其实现ReentrantReadWriteLock。

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