Java多线程与synchronized深度解析

"深入理解Java中的`synchronized`关键字及其在多线程环境下的应用" 在Java编程语言中，`synchronized`关键字是实现线程同步的关键工具，它用于保证多线程环境下的数据一致性，防止并发访问同一资源时可能出现的数据竞争问题。本文将详细探讨`synchronized`的使用方法，以及它在解决线程安全问题上的重要作用。 一、进程与线程的区别 进程是操作系统分配资源的基本单位，每个正在运行的应用程序（如`.exe`文件）在操作系统中都对应一个进程。而线程是进程内的执行单元，每个进程至少有一个线程，负责执行具体的任务。 二、创建多线程 在Java中，创建线程主要有两种方式： 1. 继承`Thread`类：自定义一个新的类，继承`Thread`，并重写其`run()`方法，然后创建该类的实例并调用`start()`方法启动线程。 ```java public class ThreadTest extends Thread { @Override public void run() { // 任务代码 } } ``` 2. 实现`Runnable`接口：创建一个实现`Runnable`接口的类，并实现`run()`方法，然后将`Runnable`实例传给`Thread`构造器来创建线程。 ```java public class ThreadTest implements Runnable { @Override public void run() { // 任务代码 } } ``` 三、停止线程 Java中停止线程的方式有多种，但直接调用`Thread.stop()`方法已被弃用，因为这可能导致资源泄露和其他不可预见的问题。推荐使用以下方法： 1. 设置退出标志，让`run()`方法在检查到特定条件时自然结束。 2. 使用`Thread.interrupt()`方法，结合`interrupted()`或`isInterrupted()`来中断线程。当调用`interrupt()`时，线程的中断状态会被置位，`interrupted()`会清除中断状态并返回`true`，而`isInterrupted()`则只检查中断状态。 四、线程优先级 Java线程有10个优先级，范围从1（`Thread.MIN_PRIORITY`）到10（`Thread.MAX_PRIORITY`），默认优先级是5（`Thread.NORM_PRIORITY`）。优先级较高的线程通常会被优先执行，但这并不绝对，线程调度可能受操作系统影响，存在一定的随机性。优先级可以通过`setPriority()`方法设置。 五、非线程安全的产生 非线程安全是指多个线程并发访问同一对象的同一成员变量，可能会导致数据不一致。例如，如果多个线程同时修改一个计数器，可能会丢失更新，造成数据混乱。避免这种情况的一种方法就是使用`synchronized`来保护共享资源。 六、`synchronized`同步锁的使用 `synchronized`关键字可用于修饰方法或代码块，确保同一时间只有一个线程可以执行特定的代码： 1. `synchronized`修饰普通方法：整个方法被视为同步块，线程在进入方法前需要获取对象锁。 2. `synchronized`修饰普通代码块：指定对象锁，只有获得该对象锁的线程才能执行同步代码块。 3. `synchronized`修饰静态方法：静态方法的锁是对类的`Class`对象，意味着所有实例共享同一锁。 4. `synchronized`修饰静态方法中的代码块：与普通代码块类似，但锁定的是指定的对象。 通过合理使用`synchronized`，开发者可以有效地控制线程的并发访问，保证数据的一致性和完整性，从而避免因数据竞争引发的错误。理解并熟练掌握`synchronized`的使用，对于编写高效、稳定的多线程Java程序至关重要。