面试题：Synchronized 和 ReentrantLock 有什么区别？

Synchronized 和 ReentrantLock 都是 Java 中用于实现线程同步的机制，但它们在实现方式、功能和灵活性上有显著的区别。以下是它们的主要区别：

1. 实现方式

Synchronized：
- 是 Java 的关键字，由 JVM 直接支持。
- 基于 监视器锁（Monitor） 实现，锁的获取和释放由 JVM 自动管理。
- 锁的状态存储在对象头中。
ReentrantLock：
- 是 java.util.concurrent.locks 包中的一个类，基于 API 实现。
- 基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer） 实现，锁的获取和释放需要手动管理。
- 锁的状态由 ReentrantLock 内部维护。

2. 锁的获取与释放

Synchronized：
- 锁的获取和释放是隐式的，进入同步代码块时自动获取锁，退出时自动释放锁。
- 不需要手动管理锁的释放，避免了锁泄漏的风险。
ReentrantLock：
- 锁的获取和释放是显式的，需要通过 lock() 和 unlock() 方法手动控制。
- 必须在 finally 块中释放锁，否则可能导致锁泄漏。

3. 灵活性

Synchronized：
- 功能相对简单，不支持中断、超时、公平锁等高级特性。
- 只能以非公平的方式获取锁。
ReentrantLock：
- 提供了更灵活的功能，支持以下特性：
  - 可中断锁：通过 lockInterruptibly() 方法获取锁，等待锁的过程中可以响应中断。
  - 超时获取锁：通过 tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法尝试在指定时间内获取锁。
  - 公平锁：通过构造函数指定是否为公平锁（默认是非公平锁）。
  - 条件变量：通过 newCondition() 方法创建 Condition 对象，支持更细粒度的线程通信。

4. 性能

Synchronized：
- 在 JDK 1.6 之后，JVM 对 synchronized 进行了大量优化（如偏向锁、轻量级锁、锁消除等），性能已经非常接近 ReentrantLock。
- 在低竞争场景下，性能优于 ReentrantLock。
ReentrantLock：
- 在高竞争场景下，性能可能优于 synchronized，尤其是在需要高级功能（如超时、中断）时。
- 由于是 API 实现，需要额外的内存开销。

5. 可重入性

Synchronized 和 ReentrantLock 都支持可重入性，即同一个线程可以多次获取同一把锁。

6. 代码示例

`Synchronized` 示例：

public class SynchronizedExample {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

`ReentrantLock` 示例：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockExample {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private int count = 0;

    public void increment() {
        lock.lock(); // 手动加锁
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock(); // 手动释放锁
        }
    }
}

7. 总结

特性	`Synchronized`	`ReentrantLock`
实现方式	JVM 内置关键字	基于 AQS 的 API 实现
锁的获取与释放	自动管理	手动管理（需显式调用 `lock()` 和 `unlock()`）
灵活性	功能简单，不支持高级特性	支持中断、超时、公平锁、条件变量等高级特性
性能	低竞争场景下性能较好	高竞争场景下性能较好
可重入性	支持	支持