Java多线程同步：信号量、锁和条件变量示例

原创偏执的太偏执、 2024-12-02 01:48 21阅读 0赞

在Java中，多线程的同步主要通过以下几种机制实现：

1. **信号量（Semaphore）**：
   - 信号量是一个计数对象，可以有0个或多个资源。
   - 当一个线程需要使用某个资源时，会尝试获取该资源对应的信号量，如果资源可用，则信号量减1；若资源已满，则信号量保持不变，线程等待。
   - 待资源充足后，线程可以通过释放相同资源的信号量来再次尝试获取。

2. **锁（Lock）**：
   - 锁是Java并发编程中的一种同步原语，用于控制对共享资源的访问。
   - 当一个线程需要访问某个对象时，会先尝试获取该对象上声明的锁。如果锁定成功，则可以进行后续操作；若锁定失败，则需要等待锁被释放后再次尝试。

3. **条件变量（Condition Object）**：
   - 条件变量是Java并发编程中的一种机制，用于在满足特定条件时唤醒一个或多个线程。
   - 线程通常通过`wait()`方法进入阻塞状态，并将自己挂起。当满足某个条件后，调用`notifyAll()`或`notify()`方法来唤醒相应等待的线程。

示例代码：

```java
import java.util.concurrent.locks.*;

public class SemaphoreExample {
    private int resourceCount = 10;
    private Semaphore semaphore;

public SemaphoreExample() {
        semaphore = new Semaphore(resourceCount);
    }

public void acquireResource() throws InterruptedException {
        semaphore.acquire();
        System.out.println("Acquired resource");
    }

public void releaseResource() {
        semaphore.release();
        System.out.println("Released resource");
    }

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

// 创建线程，获取资源
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            try {
                example.acquireResource();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }));

Thread thread2 = new Thread(() -> {
            try {
                example.acquireResource();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }));

// 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();

// 线程释放资源后，主线程通知所有等待的线程资源已满
        example.releaseResource();
    }
}
```
在这个示例中，`SemaphoreExample`类创建了一个共享资源池（10个资源）。`acquireResource()`方法用于获取资源，如果资源可用则获得，否则阻塞。`releaseResource()`方法用于释放资源。

在`main()`方法中，我们创建了两个线程来获取资源。当所有线程都成功获取到资源后，主线程调用`example.releaseResource()`方法释放资源。这会唤醒所有之前因资源不足而被阻塞的线程，让他们知道资源已经充足可以再尝试获取。