Java多线程同步五法详解：避免数据混乱

在Java编程中，多线程同步是一项至关重要的技能，尤其是在处理并发操作时，确保数据一致性是避免竞态条件和死锁的关键。本文将深入讲解Java实现多线程同步的五种常见方法，帮助开发者理解和实践这些技术。 1. **为什么要线程同步** 在并发环境中，多个线程同时访问共享资源可能导致数据冲突。例如，银行账户的例子中，如果存款和取款操作由不同线程并行执行，可能会导致余额计算错误。多线程同步的目的就是通过控制线程执行的顺序，保证对共享资源的访问在适当的时间进行，防止数据混乱。 2. **无同步的代码示例** 在未加同步控制的`Bank`类中，如`addMoney`、`subMoney`和`lookMoney`方法，每个线程都可以直接操作`count`变量。这可能导致竞态条件和意外的结果。比如，如果两个线程几乎同时执行存钱和取钱操作，可能会出现余额异常。 3. **同步方法一：synchronized关键字** 使用`synchronized`关键字是Java中最基础的同步机制。当一个方法被`synchronized`修饰后，同一时刻只有一个线程可以执行该方法。例如，将`addMoney`和`subMoney`方法改为`synchronized`，可以确保这两个操作不会同时进行。 ```java public synchronized void addMoney(int money) { // ... } public synchronized void subMoney(int money) { // ... } ``` 4. **同步方法二：synchronized块** 另一种同步方法是使用`synchronized`块，它允许你指定同步特定代码块而不是整个方法。这样更灵活，可以选择性地锁定部分代码。 ```java public void addMoney(int money) { synchronized (bank) { // ... } } ``` 这里，`bank`对象被用作监视器，确保一次只有一个线程进入同步块。 5. **同步方法三：ReentrantLock（可重入锁）** Java提供了`java.util.concurrent.locks.ReentrantLock`，它提供了比`synchronized`更灵活的控制。可以显式获取锁，释放锁，并提供尝试获取锁的功能。这样可以更好地管理线程的并发执行。 ```java ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); lock.lock(); try { // 存取钱操作 } finally { lock.unlock(); } ``` 6. **同步方法四：Semaphore（信号量）** `Semaphore`是一个计数信号量，限制同时访问资源的线程数量。它允许你控制并发级别，例如设置并发访问数量为2，超过这个数量的线程会被阻塞。 ```java Semaphore semaphore = new Semaphore(2); semaphore.acquire(); // 获取一个许可 try { // 存取钱操作 } finally { semaphore.release(); // 释放许可 } ``` 7. **同步方法五：CountDownLatch（倒计时器）与CyclicBarrier（循环屏障）** `CountDownLatch`用于等待一组线程完成某个任务后再继续，而`CyclicBarrier`则是在所有线程到达某个点后一起继续。它们常用于复杂的同步场景。 理解并掌握Java中的这些同步机制对于编写健壮且高效的并发代码至关重要。选择合适的同步方法取决于具体的应用场景和性能需求。实践中，应结合业务逻辑合理运用这些工具，确保数据的一致性和程序的正确运行。