Java-线程-并发解决方案

0.背景

在[Java-线程-并发]这篇文章中，我们引入了并发场景下的一些问题，并在末尾给出了几种常见的解决方案。

1.方案

1.1 synchronized

synchronized 是Java中的一个关键字，用于提供同步机制，保证多线程环境下对共享资源的安全访问。

通过使用 synchronized，Java虚拟机(JVM)保证同一时间内只有一个线程可以执行被 synchronized 保护的代码块或方法。

1.2 ReentrantLock

ReentrantLock 是 java.util.concurrent 包提供的一个高级工具，提供与 synchronized 相似的同步功能，但增加了更多的灵活性。

它允许尝试锁定（tryLock），定时锁定以及中断等待锁的线程。

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 访问或修改共享资源
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

1.3 Volatile

volatile 关键字确保了变量的可见性，通过禁止指令重排优化，使得一个线程修改的值对其他线程立即可见。

适用于一写多读的场景，但不适合作为原子性操作。

private volatile boolean flag = false;

public void reader() {
    if (flag) {
        // 执行某些操作
    }
}

public void writer() {
    flag = true;
}

1.4 原子变量

Java 的 java.util.concurrent.atomic 包提供了一系列的原子类，如 AtomicInteger、AtomicLong 等，用于无锁的线程安全编程。这些类利用 CAS（比较并交换）操作来实现线程安全的更新操作。

private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
    count.incrementAndGet();
}

1.5 并发集合

java.util.concurrent 包还提供了线程安全的集合类，如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等，这些集合内部管理了相关的同步机制，提供了比传统同步集合更好的并发性能。

Concurrent译为并发