Java线程同步问题：互斥锁和条件变量的对比示例

原创亦凉 2024-11-08 21:42 3阅读 0赞

在Java中，线程同步是一个重要的概念，它确保了多个线程在访问共享资源时的一致性和完整性。互斥锁（Mutex）和条件变量（Condition）是两种常用的线程同步机制。下面我将通过示例代码来对比这两种机制。

###互斥锁（Mutex）

互斥锁主要用于保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。在Java中，`synchronized`关键字和`ReentrantLock`类可以用来实现互斥锁。

#### 示例代码：使用`synchronized`关键字```javapublic class Counter {
 private int count =0;

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

public synchronized int getCount() {
 return count;
 }
}
```在这个例子中，`increment`和`getCount`方法都被声明为`synchronized`，这意味着同一时间只有一个线程可以执行这两个方法中的任何一个。

#### 示例代码：使用`ReentrantLock`

```javaimport java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Counter {
 private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 private int count =0;

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

public int getCount() {
lock.lock();
 try {
 return count;
} finally {
lock.unlock();
 }
 }
}
```在这个例子中，我们使用了`ReentrantLock`来保护对`count`变量的访问。

###条件变量（Condition）

条件变量用于线程间的协调，允许一个线程在某个条件不满足时挂起，并在条件满足时被唤醒。在Java中，`Condition`接口和`ReentrantLock`类配合使用可以实现条件变量。

#### 示例代码：使用`ReentrantLock`和`Condition`

```javaimport java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class BoundedBuffer {
 private final int capacity;
 private int count =0;
 private final Object[] items;
 private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 private final Condition notFull = lock.newCondition();
 private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

public BoundedBuffer(int capacity) {
 this.capacity = capacity;
 this.items = new Object[capacity];
 }

public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
 try {
 while (count == capacity) {
 notFull.await();
 }
 items[count++] = x;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
 }
 }

public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
 try {
 while (count ==0) {
notEmpty.await();
 }
Object x = items[--count];
 notFull.signal();
 return x;
} finally {
lock.unlock();
 }
 }
}
```在这个例子中，`BoundedBuffer`是一个有界缓冲区，`put`方法在缓冲区满时等待，`take`方法在缓冲区空时等待。`notFull`和`notEmpty`是两个条件变量，分别用于控制缓冲区的满和空状态。

### 对比- **互斥锁**主要用于保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问。
- **条件变量**用于线程间的协调，允许线程在条件不满足时挂起，并在条件满足时被唤醒。

这两种机制可以根据具体的应用场景和需求进行选择和使用。