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在Java中如何实现线程安全_Java多线程同步机制解析

P粉602998670

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发布时间:2026-02-20 15:25:02

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来源于php中文网

原创

优先用 synchronized 块而非方法,以控制锁粒度;reentrantlock 适用于需超时、中断或公平锁等场景;vector 等已过时,推荐 concurrenthashmap 或 copyonwritearraylist;atomicinteger 基于 cas 实现无锁原子操作。

在java中如何实现线程安全_java多线程同步机制解析

synchronized 块还是方法?看锁粒度和可读性

直接加在方法上最省事,但容易锁过宽。比如一个类有多个不相关的临界资源,全用 synchronized 实例方法,会强制串行访问,哪怕操作的是不同字段。

更稳妥的做法是显式用 synchronized(this)synchronized(shareLockObj) 块,只包住真正需要保护的代码段。尤其当锁对象是静态资源时,必须用类锁:synchronized(MyClass.class),否则实例锁互不影响。

常见错误:在 getter/setter 上盲目加 synchronized,而实际业务中读多写少,这时更适合用 volatile(仅适用于简单赋值+无依赖读写)或 java.util.concurrent 中的原子类。

ReentrantLocksynchronized 多出什么?别为炫技而用

ReentrantLock 提供了超时获取、可中断等待、公平锁选择、以及绑定多个 Condition 实例的能力——这些是 synchronized 做不到的。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

但代价是必须手动 lock()unlock(),且 unlock() 必须放在 finally 块里,否则可能永久持锁。典型写法:

lock.lock();
try {
    // 临界区
} finally {
    lock.unlock();
}

如果只是简单互斥,synchronized 更简洁、JVM 层面优化更好;只有明确需要上述高级特性时,才换用 ReentrantLock

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哪些集合类天生线程安全?别把 ArrayListVector

VectorStack 是历史遗留类,所有方法都同步,但性能差、API 过时,不推荐新代码使用。

现代替代方案分两类:

  • 读多写少 → 用 Collections.synchronizedList(new ArrayList()),但注意:迭代仍需手动同步,否则抛 ConcurrentModificationException
  • 高并发读写 → 直接用 CopyOnWriteArrayList(适合读远多于写的场景)或 ConcurrentHashMap(比 Hashtable 更细粒度、支持高并发读)

误用 ArrayList 在多线程下 add/remove,大概率出现数据丢失或数组越界异常,不是“偶尔出错”,而是必然不安全。

为什么 AtomicInteger 不需要锁?它的 CAS 底层怎么工作

AtomicInteger 的自增(incrementAndGet())本质是 CPU 级的 CAS(Compare-And-Swap)指令:先读当前值,再尝试用新值替换,仅当内存值未变时才成功;失败则重试。整个过程无锁、无阻塞。

它适用场景很明确:单变量、无依赖的原子操作。例如计数器、序列号生成。但不能用于复合逻辑,比如“先读再判断再写”——这种必须用锁或 StampedLock 等机制。

注意:CAS 在高竞争下会频繁重试,导致 CPU 浪费;极端情况下,不如直接上锁来得稳定。

真正难的不是选哪个工具,而是判断“哪段逻辑才算一个不可分割的操作”。很多线程安全问题,根源在于对业务语义的原子性理解错了,而不是同步语法没写对。

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