Java 同步机制知识点

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什么是互斥与同步？

互斥与同步是进程之间的两种关系。互斥是指不同的进程在访问共享资源时，不能同时访问，要互斥的进入（比如售票系统问题）。同步是指某个进程A的输入，要求是另一个进程B的输出（比如生产者—消费者问题），这样的关系，被称为进程的互斥与同步。

Java中有哪些机制能够保证进程的互斥与同步呢？

⑴ synchronized 关键字。

这里直接引用此文中的内容，感谢作者。原文地址：/article/2939228.html

1． 把synchronized 当作函数修饰符时，示例代码如下：

[java] view plaincopy

Public synchronized void methodAAA()

{

//….

}

这也就是同步方法，那这时synchronized 锁定的是哪个对象呢？它锁定的是调用这个同

步方法对象。也就是说，当一个对象P1 在不同的线程中执行这个同步方法时，它们之间会

形成互斥，达到同步的效果。但是这个对象所属的Class 所产生的另一对象P2 却可以任意

调用这个被加了synchronized 关键字的方法。

上边的示例代码等同于如下代码：

[java] view plaincopy

public void methodAAA()

{

synchronized (this) // (1)

{

//…..

}

}

(1)处的this 指的是什么呢？它指的就是调用这个方法的对象，如P1。可见同步方法实

质是将synchronized 作用于object reference。――那个拿到了P1 对象锁的线程，才可以调用

P1 的同步方法，而对P2 而言，P1 这个锁与它毫不相干，程序也可能在这种情形下摆脱同

步机制的控制，造成数据混乱：（

2．同步块，示例代码如下：

[java] view plaincopy

public void method3(SomeObject so)

{

synchronized(so)

{

//…..

}

}

这时，锁就是so 这个对象，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一

个明确的对象作为锁时，就可以这样写程序，但当没有明确的对象作为锁，只是想让一段代

码同步时，可以创建一个特殊的instance 变量（它得是一个对象）来充当锁：

[java] view plaincopy

class Foo implements Runnable

{

private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance 变量

Public void methodA()

{

synchronized(lock) { //… }

}

//…..

}

注：零长度的byte 数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码：

生成零长度的byte[]对象只需3 条操作码，而Object lock = new Object()则需要7 行操作码。

3．将synchronized 作用于static 函数，示例代码如下：

[java] view plaincopy

Class Foo

{

public synchronized static void methodAAA() // 同步的static 函数

{

//….

}

public void methodBBB()

{

synchronized(Foo.class) // class literal(类名称字面常量)

}

}

⑵ wait( ) 与 notify( ) 。
wait()与notify()定义在Object类中，用于进程之间的通信。一般与Synchronized同时使用。比如（生产者消费者问题）。
这里需要注意：1、必须保证是多个线程；2、需要时同一个锁（监视器）。
为什么sleep()方法定义在Thread类中，而wait()和notify()却定义在Object类中，因为Java中规定任何的类都能当成锁，所以这些任意的类都能调用的方法，当然定义在Object类中。

⑶ThreadLocal。

⑷volatile。

（5）同步容器
同步容器包括：
1)Vector、Stack、HashTable

　　2）Collections类中提供的静态工厂方法创建的类

　　同步容器中每一个方法都用Synchronized修饰，因此性能受影响。

　　具体知识点见：同步容器

　　

（6）并发容器之一：CopyOnWrite容器

从JDK1.5开始Java并发包里提供了两个使用CopyOnWrite机制实现的并发容器,它们是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。

CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

缺点：内存占用问题和数据一致性问题。

具体知识点见：并发容器之一

（7）并发容器之二：ConcurrentHashMap

知识点见：并发容器之二

（8）阻塞队列：

阻塞队列包括：ArrayBlockingQueue，　LinkedBlockingQueue，PriorityBlockingQueue。

可以用于解决生产者-消费者问题。

(9)lock Condition 机制

Condition是在java 1.5中才出现的，它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作，相比使用Object的wait()、notify()，使用Condition1的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition，在阻塞队列那一篇博文中就讲述到了，阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。

Condition是个接口，基本的方法就是await()和signal()方法；

Condition依赖于Lock接口，生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()

调用Condition的await()和signal()方法，都必须在lock保护之内，就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用

　　Conditon中的await()对应Object的wait()；

　　Condition中的signal()对应Object的notify()；

　　Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。