Java多线程同步示例：理解与避免数据混乱

线程同步是Java多线程编程中至关重要的概念，特别是在处理共享数据时，以避免数据混乱和竞态条件。在给定的例子中，一个常见的问题是在两个或多个线程同时访问和修改同一变量时，输出结果的不一致性，比如变量n的值有时连续有时跳跃。这是因为线程的执行顺序不固定，如果没有适当的控制，可能会导致数据竞争。 在Java中，同步是通过`synchronized`关键字来实现的。`synchronized`可以修饰方法或代码块，这意味着当一个线程进入被`synchronized`保护的代码区域时，其他尝试访问同样同步区域的线程将被阻塞，直到第一个线程执行完毕。这确保了对共享资源的独占访问，从而维护了数据的一致性。 实现线程同步的关键在于理解以下几点： 1. **理解进程与线程**： - 进程是独立运行的程序实例，包含一个或多个线程。线程是进程内的轻量级实体，每个线程可以独立执行，但共享同一进程的资源。 - 多线程是并发执行的独立任务，它们可以在同一程序中并行工作，提高程序的响应性和执行效率。 2. **线程的调度**： - 在单CPU系统中，线程通过时间片轮转实现并发执行；在多CPU系统中，不同线程可以在不同的处理器上运行。 - 真正的“同时”执行在单CPU上是不可能的，但快速的CPU切换使得用户感知到的是并发行为。 3. **线程的运行模式**： - 多线程在多处理器上可以并行执行，而在单处理器上通过时间片共享CPU。 - 使用多线程可以利用IO设备的空闲时间，提高程序性能。 4. **多线程的优点**： - 提高程序响应性，增强交互性，通过并行执行提高执行效率。 - 在处理I/O密集型任务时，通过线程池管理可以更有效地利用资源。 5. **实现线程的方式**： - Java提供了扩展`Thread`类的方法来创建线程，通过重写`run()`方法定义线程的行为。同时，使用`synchronized`关键字来确保对共享资源的正确同步。 为了编写健壮的多线程程序，开发者需要充分理解这些概念，并在需要的地方合理应用同步机制，以避免出现线程安全问题。通过使用`synchronized`和其他并发工具（如`Lock`接口和`Semaphore`），开发者可以控制线程的执行顺序，确保数据的一致性和程序的稳定性。