JavaのReentrantLockとsynchronizedの違いを徹底比較！同期処理の使い分けポイント

マルチスレッド環境で複数のスレッドから共有リソースへ安全にアクセスするためには、適切なロック機構が必要です。Javaには主に2つの方法があります。1つはReentrantLock(またはReadWriteLock)を使用する方法、もう1つはsynchronizedキーワードを使用する方法です。

ReentrantLockとは

ReentrantLockクラスは、Java 5以降のjava.util.concurrentパッケージで提供されているクラスで、Lockインターフェースの実装です。公式ドキュメント(Javadoc)によると、Lockインターフェースの実装は、synchronizedメソッドやブロックでは実現できない、より柔軟で高度なロック操作を提供します。

ReentrantLockとsynchronizedの違い一覧

ReentrantLockのコード例

ReentrantLockを使う場合の基本的な書き方は次のとおりです。ロックの取得はtryブロックの前に行い、解放は必ずfinallyブロック内で行うのが定石です。これにより、例外が発生してもロックが確実に解放されます。

public class ReentrantLockExample implements Runnable {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        lock.lock();
        try {
            // 共有リソースに対する排他処理
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

また、lockInterruptibly()を使えば、ロックの取得待ちの間に他スレッドからの割り込みを受け付けることもできます。

lock.lockInterruptibly(); // 待ち時間中も割り込み可能
try {
    // 共有リソースに対する排他処理
} finally {
    lock.unlock();
}

synchronizedのコード例

一方、synchronizedは言語仕様として組み込まれた仕組みのため、記述が非常にシンプルです。ロックの取得と解放は自動的に行われるため、unlock()の呼び忘れによるデッドロックの心配がありません。

public class SynchronizedLockExample implements Runnable {
    private final Object resource = new Object();

    @Override
    public void run() {
        synchronized (resource) {
            // 共有リソースに対する排他処理
        }
    }
}

どちらを使うべきか?

単純な排他制御で十分なケースでは、シンプルで安全なsynchronizedを選ぶのが基本です。一方、以下のような高度な制御が必要な場合にはReentrantLockが適しています。

• ロック待ち中のスレッドに割り込みをかけたい場合(lockInterruptibly())
• 一定時間だけロック取得を試みたい場合(tryLock())
• 公平性のあるロック(先に待っていたスレッドを優先)を実現したい場合
• 複数の条件変数(Condition)を使ったきめ細かなスレッド間通信が必要な場合

用途に応じて両者を使い分けることで、安全かつ効率的なマルチスレッドプログラミングが実現できます。