Java并发：synchronized与非阻塞算法选择指南

本文档主要探讨了Java并发编程中的关键概念，特别是围绕`synchronized`和非阻塞算法在不同场景下的应用。首先，`synchronized`关键字是一种同步机制，它通过锁定对象来确保同一时刻只有一个线程可以访问共享资源，从而避免竞态条件。当系统使用硬件的原生指令进行同步操作时，它可以降低争用成本，对于轻度和中度的线程竞争表现出更好的性能。然而，在高并发且存在重度争用时，传统的阻塞算法可能会导致线程上下文频繁切换，降低效率，此时非阻塞算法如无锁数据结构或基于原子操作（如`Atomic`）的并发控制可能更为合适。 文章提到了Java并发工具包中的两个主要类别：`JUC（Java Concurrency Utilities）`，这是自JDK 1.5引入的一系列用于简化并发编程的类库，它提供了许多实用工具类，包括`ThreadPoolExecutor`和`BlockingQueue`等。`ThreadPoolExecutor`是一个灵活的线程池实现，允许设置核心池大小（`corePoolSize`）、最大池大小（`maxPoolSize`）以及等待队列（`workQueue`），以控制线程数量和任务处理策略。选择线程池时，需要考虑系统的负载和资源限制，以确定合适的参数。 另一方面，`Atomic`类用于原子操作，这些操作不会被打断，保证了数据的一致性和完整性，尤其在轻量级同步场景下性能优越。而`Lock`接口提供了更细粒度的控制，包括可重入锁（`ReentrantLock`）和读写锁（`ReadWriteLock`），适用于需要更复杂同步策略的场景。 文章还提及了`List`和`Vector`容器的使用，`testList()`和`testVector()`方法展示了如何在多线程环境中使用`synchronized`来确保`List`操作的线程安全。在这里，`ArrayList`（基于哈希表）比`Vector`（基于数组）更适合，因为`Vector`在添加或删除元素时会移动所有后续元素，这在多线程环境下可能导致额外的同步开销。 总结来说，选择`synchronized`还是非阻塞算法取决于具体的应用场景，轻度和中度竞争场合，非阻塞算法通常更高效，而在大量并发和重度争用情况下，需要权衡性能和线程切换成本。此外，理解并恰当地使用Java并发工具，如线程池、原子操作和锁机制，是提高并发编程效率的关键。