Java基础语法（二十五）：线程同步和互斥

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前言

在多线程编程中，线程同步和互斥是至关重要的概念。特别是在Java中，多线程的使用非常普遍，因此了解如何实现线程同步和互斥是每个Java开发人员都应该掌握的技能。本篇博客将深入探讨Java中线程同步和互斥的概念、实现方式以及最佳实践。

什么是线程同步和互斥？

在多线程编程中，线程同步指的是协调多个线程之间的操作顺序，以确保它们按照预期顺序执行。线程互斥则是确保在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源，以避免数据竞争和不一致性。

Java中的线程同步和互斥

在Java中，可以使用关键字Synchronized、ReentrantLock等机制来实现线程同步和互斥。Synchronized关键字可以应用于方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程可以访问被同步的代码。ReentrantLock是一个更灵活的锁机制，允许更复杂的同步和互斥控制。

实现线程同步的方式

1、使用Synchronized关键字：通过在方法或代码块前加上Synchronized关键字，可以实现对共享资源的同步访问。
2、使用ReentrantLock：ReentrantLock提供了更灵活的锁定机制，可以实现更复杂的同步控制，并且支持可中断、超时和公平性等特性。

实现线程互斥的方式

1、使用锁机制：通过使用锁机制，如Synchronized或ReentrantLock，可以确保在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源，从而避免数据竞争。
2、使用信号量：Java中的Semaphore类可以用来控制同时访问某个资源的线程数量，从而实现线程互斥。

代码示例

让我们通过一个简单的示例来展示如何在Java中实现线程同步和互斥：

public class SynchronizedExample {
    private int count = 0;

    // 使用 synchronized 关键字确保线程安全
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();

        // 创建两个线程分别增加计数器的值
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final Count: " + example.getCount());
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个SynchronizedExample类，其中包含一个使用Synchronized关键字同步的increment方法。我们创建了两个线程来增加计数器的值，通过同步确保线程安全。