醋醋百科网

一句话总结

互斥锁（Mutex）通过独占访问保证资源安全；信号量（Semaphore）控制线程并发数量；条件变量（Condition Variable）实现线程间状态通知；读写锁（Read-Write Lock）区分读写操作提升效率；原子操作（Atomic）通过硬件指令确保操作的不可分割性。

详细解析

Java线程同步主要通过以下几种机制实现，确保多线程环境下共享资源的安全访问：

1.synchronized关键字

• 作用：提供互斥锁，确保同一时间只有一个线程访问同步代码块或方法。
• 使用方式：

同步实例方法：锁对象为当前实例。

public synchronized void method() {
    // 同步代码
}

同步静态方法：锁对象为类的Class对象。

public static synchronized void staticMethod() {
    // 同步代码
}

同步代码块：显式指定锁对象（任意对象）。

public void method() {
    synchronized (lockObject) {
        // 同步代码
    }
}

• 特点：

隐式加锁/解锁，代码简洁。JDK 1.6 后优化了锁机制（偏向锁、轻量级锁、重量级锁），性能提升显著。不可中断，无法设置超时。

2.Lock接口（如ReentrantLock）

• 作用：提供更灵活的显式锁操作。
• 使用方式：

Lock lock = new ReentrantLock();
public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 同步代码
    } finally {
        lock.unlock(); // 确保解锁
    }
}

• 特点：支持可中断锁（lockInterruptibly()）、超时锁（tryLock(timeout)）、公平锁。需手动加锁/解锁，避免死锁。适合高竞争或复杂同步场景。

3.volatile关键字

• 作用：保证变量的可见性，禁止指令重排序。
• 使用方式：

private volatile boolean flag = false;

• 适用场景：状态标记（如线程终止标志）。单例模式的双重检查锁定（DCL）。
• 限制：不保证原子性，无法替代锁。

4.wait()与notify()/notifyAll()

• 作用：实现线程间协调（生产者-消费者模型）。
• 使用方式（需配合synchronized）：

// 消费者线程
synchronized (lock) {
    while (condition) {
        lock.wait(); // 释放锁并等待
    }
    // 处理逻辑
}

// 生产者线程
synchronized (lock) {
    // 修改条件
    lock.notify(); // 唤醒一个等待线程
    // 或 lock.notifyAll();
}

• 特点：
• wait()释放锁，notify()唤醒等待线程。
• 需在循环中检查条件（避免虚假唤醒）。

5. 原子类（如AtomicInteger）

• 作用：通过 CAS（Compare and Swap）实现无锁原子操作。
• 使用方式：

AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
counter.incrementAndGet(); // 原子递增

• 适用场景：计数器、状态标记等简单原子操作。性能优于锁，但仅支持单一变量。

6. 线程安全容器（如ConcurrentHashMap）

• 作用：内置同步机制，避免手动同步。
• 常见实现：ConcurrentHashMap：分段锁或 CAS 实现高并发访问。CopyOnWriteArrayList：写时复制，适合读多写少场景。
• 特点：简化代码，直接使用即可保证线程安全。

对比与选型建议