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從生活例子來理解
想像一下公廁，這是一個共享資源，一次只能有一個人使用。
synchronized: 這就像公廁門上掛了一個「有人」的牌子，當有人進去時，牌子就掛起來，其他人看到牌子就會在外面等。當裡面的人出來後，就會把牌子摘下來，讓下一個人進去。這個牌子就是 synchronized，它會自動掛上和摘下，你不需要自己去管理。
ReentrantLock: 這就像公廁門上有一個鎖，上面還有一個鑰匙孔。當有人進去時，就會把鎖鎖上，並把鑰匙拿走。其他人看到鎖是鎖上的，就會在外面等。當裡面的人出來時，就會把鎖打開，並把鑰匙放回原位，讓下一個人進去。這個鎖和鑰匙就是 ReentrantLock，你需要自己去管理鎖的狀態，包括上鎖、解鎖和鑰匙的管理。
差異比較
| 特性 | synchronized | ReentrantLock |
| 自動性 | JVM 自動管理 | 需要手動管理 |
| 靈活性 | 較低 | 較高 |
| 功能 | 簡單同步 | 可中斷、公平鎖、多條件變量 |
| 性能 | 一般 | 較好（但需注意使用） |
優缺點
synchronized 的優點：使用簡單，不需要額外思考。缺點：靈活性較差，無法滿足複雜的同步需求。
ReentrantLock 的優點：靈活性高，可以實現更複雜的同步邏輯。缺點：使用起來稍微複雜，需要手動管理鎖，容易出錯。
公平鎖
公平鎖是一種鎖機制，它保證了多個線程獲取鎖的順序是公平的，也就是說，線程會按照它們請求鎖的順序來獲得鎖。這就像排隊買票一樣，先來的先買，後來的後買，不會出現插隊的情況。
公平鎖的特點：
先來先得： 線程會按照申請鎖的順序獲得鎖。
沒有飢餓現象： 每個等待鎖的線程都有機會獲得鎖，不會出現某個線程一直得不到鎖的情況。
效率較低： 為了保證公平性，公平鎖需要維護一個等待隊列，並按照隊列的順序喚醒線程，這會帶來一定的性能開銷。
公平鎖的實現原理
公平鎖通常會維護一個等待隊列，當一個線程需要獲取鎖時，它會被添加到隊列的尾部。當鎖被釋放時，隊列頭部的線程會被喚醒，獲得鎖。
公平鎖的優缺點
優點：
保證了線程的公平性，避免了飢餓現象。
對於要求嚴格的順序性的場景非常有用。
缺點：
性能開銷較大，因為需要維護等待隊列。
在高並發的場景下，可能會降低系統的吞吐量。
公平鎖的應用場景
要求嚴格的順序性： 例如，在一些對順序性要求很高的場景中，比如銀行系統，就需要保證每個交易的順序性。
避免飢餓現象： 如果某些線程的優先級比較低，使用公平鎖可以保證它們也能獲得鎖。
Java 中的公平鎖
在 Java 中，ReentrantLock 可以配置為公平鎖或非公平鎖。通過構造函數中的 fair 參數來指定。
Java
Lock fairLock = new ReentrantLock(true); // 公平鎖
Lock unfairLock = new ReentrantLock(false); // 非公平鎖
公平鎖與非公平鎖的選擇
公平鎖： 適合對公平性要求高的場景，比如銀行系統、資源分配等。
非公平鎖： 適合對性能要求高的場景，比如高並發的Web服務器。
小結
在選擇使用 synchronized 還是 ReentrantLock 時，需要考慮以下因素：
同步的複雜程度： 如果同步邏輯比較簡單，synchronized 就足夠了。如果同步邏輯比較複雜，ReentrantLock 可以提供更多的靈活性。
性能要求： 在某些特定的場景下，ReentrantLock 的性能可能比 synchronized 好。
可維護性： ReentrantLock 需要手動管理鎖，如果使用不當，可能會導致死鎖等問題。
總結來說，ReentrantLock 提供了更豐富的功能和靈活性，但使用起來也需要更多的注意。在選擇使用哪一種同步方式時，需要根據具體的業務需求來進行權衡。