Java并发工具类：共享资源竞争问题解决

原创淩亂°似流年 2024-11-01 19:30 7阅读 0赞

Java并发编程中，共享资源竞争问题是一个常见的问题，主要发生在多个线程同时访问和修改同一个资源时。Java提供了多种工具和机制来解决这个问题，以下是一些常用的并发工具类和解决方案：

1. **synchronized关键字**：
- `synchronized`可以用来修饰方法或者代码块，确保同一时间只有一个线程可以执行该段代码。
- 对于方法，`synchronized`修饰符可以放在方法声明之前。
- 对于代码块，可以使用`synchronized`块来指定一个对象作为锁。

2. **Lock接口及其实现类**：
- `java.util.concurrent.locks.Lock`接口提供了与`synchronized`关键字相比更灵活的锁定机制。
- `ReentrantLock`是`Lock`接口的一个实现，支持尝试非阻塞获取锁、可中断的锁获取操作以及超时获取锁。

3. **Semaphore（信号量）**：
- `Semaphore`用于控制同时访问特定资源的线程数量，可以用于限制资源的并发访问。

4. **CountDownLatch（倒计时锁存器）**：
- `CountDownLatch`允许一个或多个线程等待一组操作在其他线程中完成。

5. **CyclicBarrier（循环栅栏）**：
- `CyclicBarrier`允许一组线程相互等待，直到所有线程都到达一个公共屏障点（barrier）。

6. **ReentrantReadWriteLock（可重入读写锁）**：
- `ReentrantReadWriteLock`维护了一对关联的锁，一个用于只读操作，另一个用于写入操作，从而允许多个线程同时进行读操作，但在写入时确保独占访问。

7. **Atomic类**：
- `java.util.concurrent.atomic`包提供了一组原子类，如`AtomicInteger`、`AtomicLong`等，它们利用CAS（Compare-And-Swap）操作来保证操作的原子性，适用于不需要锁的简单变量的并发访问。

8. **volatile关键字**：
- `volatile`关键字确保变量的修改对所有线程立即可见，但它不保证复合操作的原子性。

9. **Concurrent Collections**：
- `java.util.concurrent`包提供了线程安全的并发集合，如`ConcurrentHashMap`、`ConcurrentLinkedQueue`等，它们内部实现了必要的同步控制。

10. **Executor框架**：
- `java.util.concurrent`包中的`Executor`框架提供了一种管理线程池和任务执行的机制，可以有效地控制资源使用和提高系统响应性。

使用这些工具和机制时，需要根据具体的应用场景和性能要求来选择最合适的方法。正确使用这些工具可以有效地解决共享资源竞争问题，提高程序的并发性和性能。