Compréhension approfondie des mécanismes de synchronisation des threads et d'exclusion mutuelle dans le développement Java

Dans le développement Java, la programmation multithread est devenue une situation inévitable. Le multithreading impliquera inévitablement des mécanismes de synchronisation des threads et d'exclusion mutuelle, il est donc très important pour les programmeurs d'avoir une compréhension approfondie des mécanismes de synchronisation des threads et d'exclusion mutuelle dans le développement Java.

1. Mécanisme de synchronisation des threads

Dans un environnement multithread, si plusieurs threads accèdent à la même ressource en même temps, des problèmes de concurrence de données peuvent survenir. Les problèmes de course aux données incluent l'accès à la même variable, l'appel de la même méthode en même temps, etc. À l’heure actuelle, un mécanisme de synchronisation des threads est nécessaire pour éviter les problèmes de concurrence des données.

L'idée de base du mécanisme de synchronisation des threads est la suivante : lors de l'accès à des ressources partagées, un seul thread est autorisé à effectuer l'opération d'accès, et les autres threads doivent attendre la fin de l'opération d'accès en cours avant de pouvoir continuer à accéder. En Java, les mécanismes de synchronisation de threads couramment utilisés incluent le mot-clé synchronisé et l'interface Lock.

1. mot-clé synchronisé

Le mot-clé synchronisé est utilisé pour modifier des méthodes ou des blocs de code. Il peut sérialiser l'accès de plusieurs threads aux ressources partagées pour garantir qu'un seul thread accède aux ressources partagées en même temps.

Pour effectuer des opérations de synchronisation synchronisées sur les méthodes, vous pouvez utiliser les deux méthodes suivantes :

public class Test {
  // synchronized 修饰方法
  public synchronized void testMethod() {
    // 对共享资源进行访问
  }

  // 在方法内部，使用 synchronized 代码块
  public void testMethod2() {
    synchronized(this){
      // 对共享资源进行访问
    }
  }
}

Pour un objet, le verrou synchronisé est implémenté sur le bit de marque Mark Word dans l'en-tête de l'objet Lorsqu'un thread exécute une méthode ou un code synchronisé. bloquer, il tentera d'acquérir le verrou de l'objet.

2. Interface Lock

En Java, l'interface Lock est un verrou mutex réentrant qui peut remplacer le mot-clé synchronisé et fournit un contrôle de synchronisation plus flexible. L'interface Lock fournit deux implémentations : ReentrantLock et ReentrantReadWriteLock.

public class Test {
  // Lock接口的使用
  private Lock lock = new ReentrantLock();
  
  public void testMethod() {
    lock.lock();
    try {
      //对共享资源进行访问
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }
}

Lorsque vous utilisez l'interface Lock, vous devez utiliser le bloc try-finally pour vous assurer que le verrou est libéré, que le verrouillage soit libéré en toute sécurité, que le verrouillage soit acquis ou non. la méthode est exécutée normalement ou une exception est levée.

2. Mécanisme d'exclusion mutuelle des threads

Le mécanisme d'exclusion mutuelle des threads est un moyen d'implémenter la synchronisation des threads. Lorsque plusieurs threads se disputent le verrou du même objet, un seul thread peut occuper le verrou. Le mécanisme d'exclusion mutuelle garantit qu'un seul thread exécute un segment de code spécifique ou accède à une ressource spécifique en même temps.

Le mécanisme d'exclusion mutuelle des threads est généralement implémenté en Java via le mot clé synchronisé ou l'interface Lock. Lorsqu'un thread acquiert un verrou sur un objet, les autres threads doivent attendre que le thread libère le verrou avant de l'acquérir à nouveau.

1. mot-clé synchronisé

le mot-clé synchronisé est le mécanisme d'exclusion mutuelle de thread le plus courant, qui est implémenté en verrouillant le même objet.

public class Test {
  // synchronized 关键字的实现
  public synchronized void testMethod() {
    // 这里是同步代码块
  }
}

2. Interface de verrouillage

L'interface de verrouillage peut également être utilisée pour implémenter un mécanisme d'exclusion mutuelle de threads. Lorsque vous utilisez l'interface Lock, vous devez appeler la méthode lock() pour acquérir le verrou et appeler la méthode unlock() lors de la libération du verrou.

public class Test {
  // Lock 接口的实现
  private Lock lock = new ReentrantLock();
  public void testMethod() {
    lock.lock();
    try {
      // 这里是同步代码块
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }
}

3. Résumé

Dans le développement Java, la programmation multithread est relativement courante. Les mécanismes de synchronisation des threads et d'exclusion mutuelle garantissent l'exactitude et la sécurité du programme, mais il existe également des problèmes de performances. Lors du développement d'un programme, vous devez peser les avantages et les coûts de l'utilisation des mécanismes de synchronisation et d'exclusion mutuelle.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!