Java线程同步：避免数据破坏

"Java线程同步机制用于解决多线程并发访问共享资源导致的数据不一致问题，确保线程安全。" 在Java编程中，线程同步是解决并发问题的关键技术，尤其是在多线程环境中，当多个线程同时访问和修改共享资源时，可能会引发数据的不一致性。例如，在给定的代码示例中，有两个线程ThreadA和ThreadB，它们都操作同一个Foo对象，并尝试修改其成员变量x。由于没有进行同步控制，线程A和线程B可能交错执行，导致数据x的值出现异常，如上述运行结果所示。 Java提供了多种线程同步机制来解决这个问题，主要包括： 1. **synchronized 关键字**：synchronized 可以用于方法或代码块，它提供了一种互斥访问的机制。当一个线程进入某个对象的 synchronized 方法或代码块时，其他线程对这个对象的 synchronized 方法或代码块的访问将被阻塞，直到该线程完成执行离开后，其他线程才能继续访问。 - 对于方法，可以在方法声明前加上 `synchronized` 关键字，使得整个方法成为同步方法。 - 对于代码块，可以使用 `synchronized(this){...}` 或 `synchronized(object){...}` 形式，其中 `object` 是要同步的对象。 2. **volatile 关键字**：volatile 可以确保共享变量的可见性，但并不保证原子性。这意味着，一旦一个线程修改了 volatile 变量，其他线程可以立即看到修改，但多线程环境中的复杂计算可能还需要配合 synchronized 使用。 3. **Lock 接口与 ReentrantLock 类**：Java.util.concurrent.locks 包提供了一种更灵活的锁机制。ReentrantLock 提供了与 synchronized 相似的功能，但具有更高的控制性和可扩展性，比如它可以实现公平锁、非公平锁、可中断锁以及读写锁。 4. **wait(), notify() 和 notifyAll() 方法**：这些方法位于 Object 类中，用于线程间的通信。一个线程可以通过调用 wait() 方法释放对象的锁并等待，其他线程可以调用 notify() 或 notifyAll() 来唤醒等待的线程。但使用这些方法需要配合 synchronized，否则会抛出非法监视状态异常。 5. **Semaphore（信号量）**：Semaphore 可以用来控制同时访问特定资源的线程数量，通过 acquire() 和 release() 方法来获取和释放许可证。 6. **CyclicBarrier（循环屏障）和 CountDownLatch（计数器门锁）**：这两个类提供了线程间的协作机制，让一组线程等待其他线程到达某个点后再继续执行。 7. **ThreadPoolExecutor 和 Executors 工具类**：在多线程处理中，使用线程池可以更好地管理和控制线程，避免过多线程创建带来的开销，同时线程池内部也实现了线程同步策略。 理解并熟练运用这些线程同步机制，是编写高效且线程安全的Java程序的基础。在实际开发中，开发者应根据具体需求选择合适的同步策略，确保并发访问数据的正确性，避免数据竞争和死锁等问题。