java多线程如何同步

在 Java 中，多线程同步的核心目的是：保证多个线程在访问共享资源时，数据的一致性和线程安全。下面从常见方式到原理给你系统梳理一下。

一、为什么需要同步

当多个线程同时：

• 读取并修改同一个变量
• 操作共享集合、文件、数据库连接等

就可能出现：

• 脏读
• 丢失更新
• 不可重复读
• 死锁等问题

二、Java 中常用的同步方式

1️⃣ synchronized（最基础、最常用）

（1）同步方法

public synchronized void add() {
    count++;
}

• 锁的是 当前对象（this）
• 静态方法锁的是 Class 对象

（2）同步代码块（更推荐）

private final Object lock = new Object();

public void add() {
    synchronized (lock) {
        count++;
    }
}

✅ 优点：粒度更小，性能更好

2️⃣ volatile（轻量级同步）

private volatile boolean flag = false;

作用：

• 保证 可见性
• 禁止指令重排序

❌ 不能保证原子性（如 i++ 不安全）

适用于：

• 状态标志
• 单例双重检查

3️⃣ Lock 接口（更灵活）

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();
try {
    count++;
} finally {
    lock.unlock();
}

相比 synchronized：

• 可中断
• 可超时
• 可公平锁
• 可尝试获取锁

4️⃣ ReentrantLock 常用功能

lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS);
lock.lockInterruptibly();

5️⃣ 原子类（无锁高效）

AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
count.incrementAndGet();

常用类：

• AtomicInteger
• AtomicLong
• AtomicReference

✅ 基于 CAS（Compare And Swap） ✅ 高并发下性能优于锁

6️⃣ 并发集合（避免手动同步）

List<Integer> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

或更好：

List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

常见：

• ConcurrentHashMap
• BlockingQueue
• CopyOnWriteArrayList

7️⃣ wait / notify / notifyAll（线程协作）

synchronized (lock) {
    while (conditionNotOk) {
        lock.wait();
    }
    // do something
    lock.notifyAll();
}

⚠️ 必须在 synchronized 中使用

8️⃣ CountDownLatch / CyclicBarrier / Semaphore

用于线程间控制：

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
latch.await();
latch.countDown();

三、如何选择同步方式？

四、常见坑 ⚠️

1. synchronized 锁对象不能是 String 常量
2. 锁范围过大影响性能
3. volatile 不能替代锁
4. 死锁（互相等待）

如果你愿意，我可以：

• 给你 示例代码
• 讲 死锁怎么避免
• 或结合 面试角度 总结

你想深入哪一块？