Java 中的方法和代码块同步

多线程编程的挑战之一是管理对共享资源的并发访问。为了解决这个问题，Java，一个以其强大的多线程支持而闻名的语言，内置了同步方法。

Java 同步可以确保不同的线程在不破坏程序状态或生成不一致数据的情况下使用公共资源或运行重要代码段。

synchronized 关键字，可用于方法和代码块，主要用于此目的。为了设计高效且线程安全的 Java 程序，开发人员必须理解并应用方法和代码块同步。

在本节中，我们将探讨方法和代码块同步之间进行并发管理的区别、应用和最佳实践。

方法同步

方法同步很简单，涉及在方法声明中使用 synchronized 关键字。当方法被声明为 synchronized 时，线程必须在执行方法之前获取该方法的对象内部锁。尝试调用同一对象上任何 synchronized 方法的其他线程将被阻塞，直到锁被释放。

在此示例中，increment() 方法是 synchronized 的，可确保对于 Counter 的特定实例，一次只有一个线程可以执行它。

代码块同步

代码块同步允许更精细地控制同步过程。不是同步整个方法，而是可以仅同步代码的一部分。当只有方法的一小部分需要同步时，这非常有用，通过允许更大的并发性来提高性能。

代码块同步 Java 程序

文件名：SynchronizationDemo.java

输出

 
2000   

解释

这个 Java 程序展示了如何通过同步来管理对共享计数器的并发访问。为了确保线程安全操作，ThreadSafeCounter 类具有一个私有的 counter 变量，以及 synchronized 的 increment() 和 getValue() 方法。

在 Synchronisation 类的 main 函数中创建了一个 ThreadSafeCounter 实例。启动的两个线程 each 将计数器增加了 1000 次。join() 函数确保在报告最终计数器数字之前，主线程等待两个线程完成。

同步可以避免竞态条件，确保始终得到 2000 的期望结果。

差异

1. 粒度：方法同步锁定整个方法，而代码块同步可以锁定特定代码段，提供更精细控制。
2. 性能：代码块同步可能更有效，因为它减少了锁的范围，允许更大的并发性。
3. 灵活性：代码块同步允许在不同对象上进行同步，这在复杂场景中可能很有用。

应用

1. 最小化同步范围：仅同步代码的关键部分以提高性能。
2. 避免嵌套锁：嵌套同步可能导致死锁。
3. 优先使用 java.util.concurrent 包：使用更高级别的并发实用程序，如 Lock、Semaphore 和 ConcurrentHashMap，以获得更好的性能和可扩展性。
4. 使用 Volatile 变量：对于简单的标志或状态检查，volatile 可以作为同步的轻量级替代方案。

结论

Java 同步对于控制多个线程对公共资源的并发访问是必要的。通过锁定整个过程并确保顺序访问和数据一致性，方法同步使线程安全更容易理解。

另一方面，代码块同步通过启用特定代码段的同步提供了更精确的控制，通过实现更高的并发性来提高性能。

开发可靠且高效的多线程 Java 程序需要选择正确的同步方法，意识到死锁等潜在问题，并谨慎使用同步。