Java并发编程：线程同步和互斥问题

原创痛定思痛。 2024-11-06 09:06 35阅读 0赞

Java并发编程中，线程同步和互斥是两个核心概念，它们都旨在解决多线程环境下的资源共享问题。以下是这两个概念的简要解释和一些实现方法：

###线程同步（Thread Synchronization）

线程同步是指在多线程环境中，控制多个线程对共享资源的访问，使得在任意时刻，只有一个线程能够访问该资源。同步机制可以保证数据的一致性和完整性。

**实现线程同步的方法：**

1. **synchronized关键字：**
-可以修饰方法或代码块。
- 当一个线程访问某个对象的synchronized方法或代码块时，其他线程将被阻塞，直到该线程执行完毕。
- 示例代码：
 ```java public class Counter {
 private int count =0;
 public synchronized void increment() {
 count++;
 }
 public synchronized int getCount() {
 return count;
 }
 }
 ```2. **Lock接口：**
- `java.util.concurrent.locks.Lock`提供了比synchronized更灵活的锁定机制。
-可以响应中断、尝试非阻塞获取锁、可定时锁等。
- 示例代码：
 ```javaimport java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 public class Counter {
 private final Lock lock = new ReentrantLock();
 private int count =0;
 public void increment() {
lock.lock();
 try {
 count++;
} finally {
lock.unlock();
 }
 }
 public int getCount() {
lock.lock();
 try {
 return count;
} finally {
lock.unlock();
 }
 }
 }
 ```###互斥（Mutual Exclusion）

互斥是指在任何时候，只允许一个线程访问某个特定的资源。这是线程同步的一种形式，确保了资源不会被多个线程同时访问，从而避免数据不一致的问题。

**实现互斥的方法：**

1. **synchronized关键字：** 如上所述，synchronized关键字可以保证同一时间只有一个线程访问同步代码块或方法。

2. **Lock接口：** Lock接口提供了更灵活的互斥控制，如`ReentrantLock`。

3. **Semaphore：**
- `java.util.concurrent.Semaphore`是一个计数信号量，用于控制对资源的访问。
-可以设置最大允许的并发访问资源的线程数。
- 示例代码：
 ```javaimport java.util.concurrent.Semaphore;
 public class Counter {
 private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
 private int count =0;
 public void increment() {
 semaphore.acquireUninterruptibly();
 try {
 count++;
} finally {
 semaphore.release();
 }
 }
 public int getCount() {
 semaphore.acquireUninterruptibly();
 try {
 return count;
} finally {
 semaphore.release();
 }
 }
 }
 ```在实际应用中，选择哪种同步或互斥机制取决于具体的应用场景和需求。例如，如果需要更细粒度的控制，可能选择`Lock`接口；如果需要限制资源的并发访问数量，可能选择`Semaphore`。