线程同步

线程同步的概念

线程同步：即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作， 其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程又处于等待状态，实现线程同步的方法有很多，临界区对象就是其中一种。

在多线程编程里面，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。

线程有可能和其他线程共享一些资源，比如，内存，文件，数据库等。

当多个线程同时读写同一份共享资源的时候，可能会引起冲突。这时候，我们需要引入线程“同步”机制，即各位线程之间要有个先来后到，不能一窝蜂挤上去抢作一团。

线程同步的真实意思和字面意思恰好相反。线程同步的真实意思，其实是“排队”：几个线程之间要排队，一个一个对共享资源进行操作，而不是同时进行操作。

线程同步的方式和机制

临界区（Critical Section）、互斥对象（Mutex）：主要用于互斥控制；都具有拥有权的控制方法，只有拥有该对象的线程才能执行任务，所以拥有，执行完任务后一定要释放该对象。

信号量（Semaphore）、事件对象（Event）：事件对象是以通知的方式进行控制，主要用于同步控制。

临界区

通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。它并不是核心对象，不是属于操作系统维护的，而是属于进程维护的。

1）关键段共有初始化、销毁、进入和离开关键区域四个函数。

2）关键段可以解决线程的互斥问题，但因为具有“线程所有权”，所以无法解决同步问题。

3）推荐关键段与旋转锁配合使用。

互斥量

互斥对象和临界区很像，采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程同时访问。当前拥有互斥对象的线程处理完任务后必须将线程交出，以便其他线程访问该资源。

1）互斥量是内核对象，它与关键段都有“线程所有权”所以不能用于线程的同步。

2）互斥量能够用于多个进程之间线程互斥问题，并且能解决某进程意外终止所造成的“遗弃”问题。 3、信号量：信号量也是内核对象。它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目

信号量

在用CreateSemaphore()创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最 大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1 ，只要当前可用资源计数是大于0 的，就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小 到0 时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。线程在处理完共享资源后，应在离 开的同时通过ReleaseSemaphore （）函数将当前可用资源计数加1 。在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。

事件对象

通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作

1）事件是内核对象，事件分为手动置位事件和自动置位事件。事件Event内部它包含一个使用计数（所有内核对象都有），一个布尔值表示是手动置位事件还是自动置位事件，另一个布尔值用来表示事件有无触发。

2）事件可以由SetEvent()来触发，由ResetEvent()来设成未触发。还可以由PulseEvent()来发出一个事件脉冲。

3）事件可以解决线程间同步问题，因此也能解决互斥问题。

线程同步的方法

(1)wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。

(2)sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉 InterruptedException异常。

(3)notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的 唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。

(4)notityAll ():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁， 而是让它们竞争。