请尽可能详尽地对比下 Synchronized 和 ReentrantLock 的异同。

Synchronized和ReentrantLock都是Java中用于多线程同步的重要机制，它们各有特点和适用场景。以下是对两者的详尽对比：

相同点

1. 目的：两者都旨在协调多线程对共享对象或变量的访问，确保线程安全，避免数据竞争和不一致性问题。
2. 可重入性：两者都是可重入锁，即同一个线程可以多次获得同一个锁而不会导致死锁。
3. 互斥性：两者都保证了互斥性，即同一时间只有一个线程可以持有锁，从而避免多个线程同时访问共享资源导致的冲突。
4. 可见性：两者都确保了可见性，即一个线程对共享变量的修改在释放锁后对其他线程是可见的。

不同点

1. 锁的获取与释放：

   • Synchronized：隐式地获取和释放锁。当线程进入synchronized修饰的方法或代码块时，会自动获取锁；当线程退出方法或代码块时，锁会自动释放。这种机制简化了代码，但减少了灵活性。
   • ReentrantLock：显式地获取和释放锁。线程需要调用lock()方法来获取锁，调用unlock()方法来释放锁。这种机制提供了更大的灵活性，但增加了代码复杂性。同时，ReentrantLock允许在finally块中释放锁，以确保在发生异常时锁能被正确释放。

2. 响应中断：

   • Synchronized：不支持响应中断。如果线程在等待锁的过程中被中断，它会继续等待，直到获得锁或抛出异常。
   • ReentrantLock：支持响应中断。它提供了lockInterruptibly()方法，允许线程在等待锁的过程中响应中断。这在高并发环境中特别有用，可以避免线程因长时间等待锁而浪费资源。

3. 公平锁与非公平锁：

   • Synchronized：只支持非公平锁。锁的分配是基于先到先得的策略，可能导致某些线程长时间等待。
   • ReentrantLock：支持公平锁和非公平锁。公平锁按照线程请求锁的顺序来分配锁，有助于减少线程的饥饿问题；非公平锁则可能允许插队，以提高吞吐量。开发者可以根据实际需求选择合适的锁策略。

4. Condition支持：

   • Synchronized：不支持Condition接口，因此不能实现复杂的线程间协作和通信。
   • ReentrantLock：支持Condition接口。通过Condition，线程可以在特定条件下等待或唤醒其他线程，从而实现更复杂的线程间协作和通信模式。这有助于构建更复杂的并发控制逻辑。

5. 锁的升级与降级：

   • Synchronized：JVM会根据锁的使用情况自动进行锁的升级（如从轻量级锁升级到重量级锁），但开发者无法手动控制这一过程。
   • ReentrantLock：不支持锁的升级与降级功能。开发者需要手动控制锁的获取和释放，以及根据实际需求选择合适的锁策略。

6. 性能：

   • 在低并发情况下，Synchronized的性能可能略优于ReentrantLock，因为它是由JVM直接支持的，并且可能进行了更多的优化。
   • 在高并发情况下，ReentrantLock的性能可能更好，因为它提供了更灵活的锁控制和更少的上下文切换。此外，ReentrantLock还支持公平锁和非公平锁的选择，有助于优化系统的吞吐量。

7. 使用场景：

   • Synchronized：适用于简单的同步场景，如方法级别的同步或代码块级别的同步。由于它是JVM级别的锁机制，使用方便且性能良好，但粒度较大。
   • ReentrantLock：适用于需要更细粒度控制和更高灵活性的同步场景。例如，当需要实现读写锁、响应中断或支持公平锁时，ReentrantLock是更好的选择。此外，ReentrantLock还适用于需要手动控制锁的生命周期或需要实现复杂并发控制逻辑的场景。

综上所述，Synchronized和ReentrantLock各有优缺点，选择哪种机制取决于具体的应用场景和需求。在简单的同步场景中，Synchronized可能是一个更好的选择；而在需要更细粒度控制和更高灵活性的同步场景中，ReentrantLock可能更适合。