synchronized 背后的 monitor 锁,也就是 synchronized 原理,同步方法和同步代码块的背后原理会有少许差异,但总体思想是一致的:在执行同步代码之前,需要首先获取到 monitor 锁,执行完毕后,再释放锁。
而我们在第 39 课时中介绍了原子类,它保证线程安全的原理是利用了 CAS 操作。从这一点上看,虽然原子类和 synchronized 都能保证线程安全,但是其实现原理是大有不同的。
对于原子类而言,它的使用范围是比较局限的。因为一个原子类仅仅是一个对象,不够灵活。而 synchronized 的使用范围要广泛得多。比如说 synchronized 既可以修饰一个方法,又可以修饰一段代码,相当于可以根据我们的需要,非常灵活地去控制它的应用范围。
所以仅有少量的场景,例如计数器等场景,我们可以使用原子类。而在其他更多的场景下,如果原子类不适用,那么我们就可以考虑用 synchronized 来解决这个问题。
## 粒度的区别
原子变量的粒度是比较小的,它可以把竞争范围缩小到变量级别。通常情况下,synchronized 锁的粒度都要大于原子变量的粒度。如果我们只把一行代码用 synchronized 给保护起来的话,有一点杀鸡焉用牛刀的感觉。
因为 synchronized 是一种典型的悲观锁,而原子类恰恰相反,它利用的是乐观锁。所以,我们在比较 synchronized 和 AtomicInteger 的时候,其实也就相当于比较了悲观锁和乐观锁的区别。
从性能上来考虑的话,悲观锁的操作相对来讲是比较重量级的。因为 synchronized 在竞争激烈的情况下,会让拿不到锁的线程阻塞,而原子类是永远不会让线程阻塞的。不过,虽然 synchronized 会让线程阻塞,但是这并不代表它的性能就比原子类差。
因为悲观锁的开销是固定的,也是一劳永逸的。随着时间的增加,这种开销并不会线性增长。
而乐观锁虽然在短期内的开销不大,但是随着时间的增加,它的开销也是逐步上涨的。
所以从性能的角度考虑,它们没有一个孰优孰劣的关系,而是要区分具体的使用场景。在竞争非常激烈的情况下,推荐使用 synchronized;而在竞争不激烈的情况下,使用原子类会得到更好的效果。
值得注意的是,synchronized 的性能随着 JDK 的升级,也得到了不断的优化。synchronized 会从无锁升级到偏向锁,再升级到轻量级锁,最后才会升级到让线程阻塞的重量级锁。因此synchronized 在竞争不激烈的情况下,性能也是不错的。