Java多線程編程中的線程同步

基本概念：

? 線程同步是多線程編程中的一個重要概念，用于控制多個線程對共享資源的訪問，以防止數(shù)據(jù)的不一致性和并發(fā)問題。
在多線程環(huán)境下，多個線程同時訪問共享資源可能導致數(shù)據(jù)的競爭和不正確的結(jié)果。

線程同步的目的：

是確保多個線程按照特定的順序和規(guī)則訪問共享資源，以保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性。

以下是一些常見的線程同步機制：

1. synchronized 關鍵字： 使用 synchronized 關鍵字可以在方法或代碼塊中標記為同步，確保同一時刻只有一個線程可以執(zhí)行被標記的代碼塊。這可以防止多個線程同時訪問被同步的資源。

   示例：

   public synchronized void synchronizedMethod() {
       // 同步的代碼塊
   }
   

2. 對象鎖： 在某些情況下，您可能需要使用特定的對象作為鎖來控制同步。通過使用 synchronized 關鍵字來鎖定特定的對象，可以確保多個線程之間對共享資源的訪問是有序的。

   示例：

   public void someMethod() {
       synchronized (lockObject) {
           // 同步的代碼塊
       }
   }
   

3. ReentrantLock 類： ReentrantLock 是 Java 提供的一個可重入鎖類，它提供了更靈活的同步機制，比傳統(tǒng)的 synchronized 關鍵字更加強大。

   示例：

   import java.util.concurrent.locks.*;
   
   Lock lock = new ReentrantLock();
   public void someMethod() {
       lock.lock();
       try {
           // 同步的代碼塊
       } finally {
           lock.unlock();
       }
   }
   

4. volatile 關鍵字： volatile 關鍵字用于修飾變量，保證多個線程之間對該變量的讀取和寫入操作是可見的。雖然 volatile 關鍵字不能完全替代鎖，但在某些情況下可以用于簡單的線程同步需求。

   示例：

   private volatile int count = 0;
   

5. 等待和通知機制： 使用 wait() 和 notify()（或 notifyAll()）方法可以實現(xiàn)線程之間的等待和通知機制，用于控制線程的執(zhí)行順序和資源的訪問。

   示例：

   synchronized (lock) {
       while (condition) {
           lock.wait();
       }
       // 執(zhí)行邏輯
       lock.notify();
   }
   

線程同步是多線程編程中必不可少的一部分，它可以幫助您避免數(shù)據(jù)競爭和并發(fā)問題，確保程序在多線程環(huán)境下的正確性和穩(wěn)定性。不同的同步機制適用于不同的場景，我們可以根據(jù)具體的需求選擇合適的方式來實現(xiàn)線程同步。

當涉及到線程同步時:

一個常見的示例是使用 synchronized 關鍵字來確保多個線程對共享資源的安全訪問。以下是一個簡單的示例，演示了如何使用 synchronized 來同步一個共享計數(shù)器

public class SynchronizedExample {

    private int count = 0;

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

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();

        Runnable task = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        };

        Thread thread1 = new Thread(task);
        Thread thread2 = new Thread(task);

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final count: " + example.getCount());
    }
}

輸出結(jié)果如下：

? 在這個示例中，我們創(chuàng)建了一個名為 SynchronizedExample 的類，其中包含一個共享的計數(shù)器 count。通過將 increment 方法和 getCount 方法標記為 synchronized，我們確保了在同一時刻只有一個線程可以訪問這些方法，從而保證了計數(shù)器的安全訪問。

? 我們創(chuàng)建了兩個線程來同時執(zhí)行 increment 方法，每個線程都會將計數(shù)器增加 1000 次。通過調(diào)用 join 方法，我們等待這兩個線程執(zhí)行完畢后再輸出最終的計數(shù)值。

? 若是不添加上sychronized，則無法得到保障

可以看到幾次的結(jié)果都不一樣，沒辦法得到我們想要的答案。只有添加了同步鎖，用于控制多個線程對共享資源的訪問，才能防止數(shù)據(jù)的不一致性和并發(fā)問題。

總結(jié)

? PS:這只是線程同步的一個簡單示例，實際應用中可能涉及更復雜的場景和更多的同步機制。不過， 希望這個簡單的示例可以幫助您理解如何使用 synchronized 來確保多線程環(huán)境下共享資源的安全訪問。

作者：Stevedash

發(fā)表于：2023年8月14日 16點35分

來源：Java 多線程編程 | 菜鳥教程 (runoob.com)

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