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java中实现多线程同步的方法有哪些

更新时间：2023-12-08

前言

在Java中，实现多线程同步是非常重要的，因为多个线程同时访问共享资源可能会引发数据不一致的问题。为了确保多线程之间的安全性和可靠性，Java提供了几种方法来实现线程同步。下面将介绍四种常见的方法。


1. synchronized关键字

在Java中，可以使用synchronized关键字来实现线程同步。synchronized可以用来修饰方法或代码块。被synchronized修饰的方法或代码块在同一时间只能被一个线程访问，其他线程需要等待。

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 这段代码在同一时间只能被一个线程执行
    // ...
}

使用synchronized关键字时，需要注意以下几点：

  • 1. synchronized方法锁定的是对象实例，不同的实例之间不会相互影响。
  • 2. synchronized代码块可以指定锁定对象，可以是任意对象。
  • 3. synchronized关键字会导致性能下降，因为它会引起线程上下文切换的开销，所以需要合理使用。

2. ReentrantLock类

除了使用synchronized关键字外，Java还提供了ReentrantLock类来实现线程同步。ReentrantLock是一种可重入锁，可以被同一个线程多次获取。

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void synchronizedMethod() {
    lock.lock();
    try {
        // 这段代码在同一时间只能被一个线程执行
        // ...
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

使用ReentrantLock时，需要注意以下几点：

  • 1. 需要手动获取锁和释放锁，使用try-finally语句块确保锁一定会被释放。
  • 2. 可以通过构造函数来指定是否为公平锁，公平锁会按照线程的申请顺序来获取锁。
  • 3. ReentrantLock类提供了丰富的方法来支持更复杂的同步需求，如条件变量等。

3. AtomicInteger类

在某些情况下，我们需要对基本类型进行原子操作，例如自增或自减操作。Java提供了AtomicInteger类来保证这些操作的原子性。

private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
    count.incrementAndGet();
}

public void decrement() {
    count.decrementAndGet();
}

AtomicInteger类通过使用cas（compare and swap）操作来保证多个线程对变量的原子操作。使用AtomicInteger时，需要注意以下几点：

  • 1. AtomicInteger类是通过原子方式更新的，可避免使用synchronized或ReentrantLock。
  • 2. AtomicInteger类提供了一系列原子方法，如getAndIncrement、getAndDecrement等。

4. CountDownLatch类

CountDownLatch类是一种同步辅助类，用来控制线程的等待。它允许一个或多个线程等待一组事件的发生。

private final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

public void doSomething() throws InterruptedException {
    // do something

    latch.countDown();
}

public void doAnotherThing() throws InterruptedException {
    // do another thing

    latch.countDown();
}

public void waitForCompletion() throws InterruptedException {
    latch.await();
}

使用CountDownLatch时，需要注意以下几点：

  • 1. 每次调用countDown方法会将计数器减1。
  • 2. 等待线程调用await方法时，如果计数器大于0，线程将被阻塞。
  • 3. CountDownLatch类非常适合一组任务完成后再执行某个任务的场景。

总结

Java提供了多种方法来实现线程同步，synchronized关键字、ReentrantLock类、Atomic类和CountDownLatch类是其中常见的四种方法。根据实际需求选择合适的方法来确保多线程之间的安全性和可靠性。

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