你所不知道的Java同步秘诀，揭秘锁住多线程的世界

2023-04-20 11:22:47

揭开 Java 同步的神秘面纱

踏入多线程编程的奇妙世界，同步是不可或缺的基石。它如同交通规则，协调着多个线程对共享资源的访问，避免数据混乱的交通事故。

一、同步的真谛

当多个线程同时争夺共享资源时，数据竞争就会产生，就像繁忙路口上的拥堵一样。同步的作用就是为这些线程设置交通灯，保证只有一个线程能同时通行，避免数据不一致的悲剧。

二、synchronized 的魔法

Java 中的 synchronized 就像一位交通指挥官，它通过给共享资源加锁来实现同步。线程获取锁后，就像获得了通行证，可以独占资源，而其他线程只能乖乖等待。synchronized 可以修饰方法、代码块或类，实现对不同资源的精准控制。

// 给方法加锁
synchronized void doSomething() {
    // 独占代码块
}

// 给代码块加锁
synchronized (obj) {
    // 独占代码块
}

// 给类加锁
synchronized class MyClass {
    // 类独占
}

三、synchronized 的用武之地

synchronized 的应用场景就像交通灯的分布：

共享数据访问： 当多个线程争抢共享数据时，synchronized 就如同十字路口的交通灯，让它们轮流通行，保证数据完整。
临界区保护： 临界区就像拥挤的环岛，synchronized 化身为交通指挥，只允许一辆车同时进入，避免碰撞。
对象初始化： 当多个线程争抢初始化同一个对象时，synchronized 就如同施工中的路障，让它们排队等待，确保对象完整诞生。

四、synchronized 的注意事项

使用 synchronized 时，需要注意以下“交通规则”：

远离循环和条件： 就像不能在十字路口兜圈圈，不要在循环或条件语句中使用 synchronized，以免陷入死锁的泥潭。
不要久占： 就像不能霸占路口，不要在 synchronized 块中执行耗时的操作，让其他线程也能通行。
细粒度锁： 就像不同的交通灯控制不同的路口，使用细粒度锁可以减少资源竞争，提高并发性。

五、其他同步机制

除了 synchronized，Java 还有其他同步“交通工具”：

volatile： volatile 保证变量的可见性，就像交通信号灯指示通行状态一样。
ReentrantLock： ReentrantLock 是可重入锁，就像允许同一部车重复进入同一停车场的停车卡。
Semaphore： Semaphore 是信号量，就像限流的闸门，控制并发线程数量。
CountDownLatch： CountDownLatch 是倒数闩锁，就像赛车场的发令枪，等待所有线程准备就绪再同时出发。

六、结语

掌握 synchronized，你就能轻松应对多线程编程的复杂路况。如同熟练的交通指挥，它能协调线程，保证数据安全，助你畅通无阻地踏上并发编程之路。

常见问题解答

为什么不能在循环中使用 synchronized？
- 因为循环会导致重复加锁，从而可能陷入死锁。
如何避免使用 synchronized 块执行耗时的操作？
- 可以将耗时操作放在 synchronized 块之外，只在需要同步的数据操作时使用 synchronized。
什么是细粒度锁？
- 细粒度锁是指针对更小的资源进行同步，而不是对整个对象或方法加锁。
什么时候应该使用 volatile？
- 当需要保证变量可见性，但不需要原子性时，可以使用 volatile。
CountDownLatch 和 Semaphore 有什么区别？
- CountDownLatch 用于等待所有线程完成任务，而 Semaphore 用于控制并发线程的数量。