本文实例讲述了Java线程同步方法。分享给大家供大家参考，具体如下：
1. Semaphore
1.1 二进制Semaphore
Semaphore算是比较高级点的线程同步工具了，在许多其他语言里也有类似的实现。Semaphore有一个最大的好处就是在初始化时，可以显式的控制并发数。其内部维护这一个c计数器，当计数器小于等于0时，是不允许其他线程访问并发区域的，反之则可以，因此，若将并发数设置为1，则可以确保单一线程同步。下面的例子模拟多线程打印，每个线程提交打印申请，然后执行打印，最后宣布打印结束，代码如下：
import java.util.concurrent.Semaphore;public class Program{ public static void main(String[] agrs){ PrintQueue p=new PrintQueue(); Thread[] ths=new Thread[10]; for(int i=0;i<10;i++){ ths[i]=new Thread(new Job(p),"Thread"+i); } for(int i=0;i<10;i++){ ths[i].start(); } }}class PrintQueue{ private Semaphore s; public PrintQueue(){ s=new Semaphore(1);//二进制信号量 } public void printJob(Object document){ try{ s.acquire(); long duration=(long)(Math.random()*100); System.out.printf("线程名：%s 睡眠：%d",Thread.currentThread().getName(),duration); Thread.sleep(duration); } catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } finally{ s.release(); } }}class Job implements Runnable{ private PrintQueue p; public Job(PrintQueue p){ this.p=p; } @Override public void run(){ System.out.printf("%s:正在打印一个任务/n ",Thread.currentThread().getName()); this.p.printJob(new Object()); System.out.printf("%s:文件已打印完毕/n ",Thread.currentThread().getName()); }} 执行结果如下：
Thread0:正在打印一个任务
Thread9:正在打印一个任务
Thread8:正在打印一个任务
Thread7:正在打印一个任务
Thread6:正在打印一个任务
Thread5:正在打印一个任务
Thread4:正在打印一个任务
Thread3:正在打印一个任务
Thread2:正在打印一个任务
Thread1:正在打印一个任务
线程名：Thread0 睡眠：32 Thread0:文件已打印完毕
线程名：Thread9 睡眠：44 Thread9:文件已打印完毕
线程名：Thread8 睡眠：45 Thread8:文件已打印完毕
线程名：Thread7 睡眠：65 Thread7:文件已打印完毕
线程名：Thread6 睡眠：12 Thread6:文件已打印完毕
线程名：Thread5 睡眠：72 Thread5:文件已打印完毕
线程名：Thread4 睡眠：98 Thread4:文件已打印完毕
线程名：Thread3 睡眠：58 Thread3:文件已打印完毕
线程名：Thread2 睡眠：24 Thread2:文件已打印完毕
线程名：Thread1 睡眠：93 Thread1:文件已打印完毕
可以看到，所有线程提交打印申请后，按照并发顺序一次执行，没有任何并发冲突，谁先获得信号量，谁就先执行，其他剩余线程均等待。这里面还有一个公平信号与非公平信号之说：基本上java所有的多线程工具都支持初始化的时候指定一个布尔变量，true时表明公平，即所有处于等待的线程被筛选的条件为“谁等的时间长就选谁进行执行”，有点first in first out的感觉，而false时则表明不公平（默认是不non-fairness），即所有处于等待的线程被筛选执行是随机的。这也就是为什么多线程往往执行顺序比较混乱的原因。
1.2 多重并发控制
若将上面的代码改为s=new Semaphore(3);//即让其每次可以并发3条线程，则输出如下：
Thread0:正在打印一个任务
Thread9:正在打印一个任务
Thread8:正在打印一个任务
Thread7:正在打印一个任务
Thread6:正在打印一个任务
Thread5:正在打印一个任务
Thread3:正在打印一个任务
Thread4:正在打印一个任务
Thread2:正在打印一个任务
Thread1:正在打印一个任务
线程名：Thread9 睡眠：26线程名：Thread8 睡眠：46线程名：Thread0 睡眠：79 Thread9:文件已打印完毕
线程名：Thread7 睡眠：35 Thread8:文件已打印完毕
线程名：Thread6 睡眠：90 Thread7:文件已打印完毕
线程名：Thread5 睡眠：40 Thread0:文件已打印完毕
线程名：Thread3 睡眠：84 Thread5:文件已打印完毕
线程名：Thread4 睡眠：13 Thread4:文件已打印完毕
线程名：Thread2 睡眠：77 Thread6:文件已打印完毕
线程名：Thread1 睡眠：12 Thread1:文件已打印完毕
Thread3:文件已打印完毕
Thread2:文件已打印完毕
很明显已经并发冲突了。若要实现分组（每组3个）并发吗，则每一组也要进行同步，代码修改如下：
import java.util.concurrent.Semaphore;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class Program{ public static void main(String[] agrs){ PrintQueue p=new PrintQueue(); Thread[] ths=new Thread[10]; for(int i=0;i<10;i++){ ths[i]=new Thread(new Job(p),"Thread"+i); } for(int i=0;i<10;i++){ ths[i].start(); } }}class PrintQueue{ private Semaphore s; private boolean[] freePrinters; private Lock lock; public PrintQueue(){ s=new Semaphore(3);//二进制信号量 freePrinters=new boolean[3]; for(int i=0;i<3;i++){ freePrinters[i]=true; } lock=new ReentrantLock(); } public void printJob(Object document){ try{ s.acquire(); int printerIndex=getIndex(); long duration=(long)(Math.random()*100); System.out.printf("线程名：%s 睡眠：%d/n",Thread.currentThread().getName(),duration); Thread.sleep(duration); freePrinters[printerIndex]=true;//恢复信号，供下次使用 } catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } finally{ s.release(); } } //返回一个内部分组后的同步索引 public int getIndex(){ int index=-1; try{ lock.lock(); for(int i=0;i<freePrinters.length;i++){ if(freePrinters[i]){ freePrinters[i]=false; index=i; break; } } } catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } finally{ lock.unlock(); } return index; }}class Job implements Runnable{ private PrintQueue p; public Job(PrintQueue p){ this.p=p; } @Override public void run(){ System.out.printf("%s:正在打印一个任务/n ",Thread.currentThread().getName()); this.p.printJob(new Object()); System.out.printf(" %s:文件已打印完毕/n ",Thread.currentThread().getName()); }} 其中getIndex()方法主要为了维护内部分组后（支持并发3个）组内数据的同步（用lock来同步）。
输出如下：
Thread0:正在打印一个任务
Thread9:正在打印一个任务
Thread8:正在打印一个任务
Thread7:正在打印一个任务
Thread6:正在打印一个任务
Thread5:正在打印一个任务
Thread4:正在打印一个任务
Thread3:正在打印一个任务
Thread2:正在打印一个任务
Thread1:正在打印一个任务
线程名：Thread0 睡眠：82 打印机：0号
线程名：Thread8 睡眠：61 打印机：2号
线程名：Thread9 睡眠：19 打印机：1号
Thread9:文件已打印完毕
线程名：Thread7 睡眠：82 打印机：1号
Thread8:文件已打印完毕
线程名：Thread6 睡眠：26 打印机：2号
Thread0:文件已打印完毕
线程名：Thread5 睡眠：31 打印机：0号
Thread6:文件已打印完毕
线程名：Thread4 睡眠：44 打印机：2号
Thread7:文件已打印完毕
线程名：Thread3 睡眠：54 打印机：1号
Thread5:文件已打印完毕
线程名：Thread2 睡眠：48 打印机：0号
Thread4:文件已打印完毕
线程名：Thread1 睡眠：34 打印机：2号
Thread3:文件已打印完毕
Thread2:文件已打印完毕
Thread1:文件已打印完毕
2. CountDownLatch
CountDownLatch同样也是支持多任务并发的一个工具。它主要用于“等待多个并发事件”，它内部也有一个计数器，当调用await()方法时，线程处于等待状态，只有当内部计数器为0时才继续(countDown()方法来减少计数)，也就说，假若有一个需求是这样的：主线程等待所有子线程都到达某一条件时才执行，那么只需要主线程await，然后在启动每个子线程的时候进行countDown操作。下面模拟了一个开会的例子，只有当所有人员都到齐了，会议才能开始。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class Program{ public static void main(String[] agrs){ //开启可容纳10人的会议室 VideoConference v=new VideoConference(10); new Thread(v).start(); //参与人员陆续进场 for(int i=0;i<10;i++){ Participant p=new Participant(i+"号人员",v); new Thread(p).start(); } }}class VideoConference implements Runnable{ private CountDownLatch controller; public VideoConference(int num){ controller=new CountDownLatch(num); } public void arrive(String name){ System.out.printf("%s 已经到达！/n",name); controller.countDown(); System.out.printf("还需要等 %d 个成员！/n",controller.getCount()); } @Override public void run(){ try{ System.out.printf("会议正在初始化...!/n"); controller.await(); System.out.printf("所有人都到齐了，开会吧!/n"); } catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } }}class Participant implements Runnable{ private VideoConference conference; private String name; public Participant(String name,VideoConference conference){ this.name=name; this.conference=conference; } @Override public void run(){ long duration=(long)(Math.random()*100); try{ Thread.sleep(duration); conference.arrive(this.name); } catch(InterruptedException e){ } }} 输出：
会议正在初始化...!
0号人员 已经到达！
还需要等 9 个成员！
1号人员 已经到达！
还需要等 8 个成员！
9号人员 已经到达！
还需要等 7 个成员！
4号人员 已经到达！
还需要等 6 个成员！
8号人员 已经到达！
还需要等 5 个成员！
5号人员 已经到达！
还需要等 4 个成员！
6号人员 已经到达！
还需要等 3 个成员！
3号人员 已经到达！
还需要等 2 个成员！
7号人员 已经到达！
还需要等 1 个成员！
2号人员 已经到达！
还需要等 0 个成员！
所有人都到齐了，开会吧!
3. Phaser
import java.util.concurrent.Phaser;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.List;import java.util.ArrayList;import java.io.File;import java.util.Date;public class Program{ public static void main(String[] agrs){ Phaser phaser=new Phaser(3); FileSearch system=new FileSearch("C://Windows", "log",phaser); FileSearch apps=new FileSearch("C://Program Files","log",phaser); FileSearch documents=new FileSearch("C://Documents And Settings","log",phaser); Thread systemThread=new Thread(system,"System"); systemThread.start(); Thread appsThread=new Thread(apps,"Apps"); appsThread.start(); Thread documentsThread=new Thread(documents, "Documents"); documentsThread.start(); try { systemThread.join(); appsThread.join(); documentsThread.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("Terminated: "+ phaser.isTerminated()); }}class FileSearch implements Runnable{ private String initPath; private String end; private List<String> results; private Phaser phaser; public FileSearch(String initPath,String end,Phaser phaser){ this.initPath=initPath; this.end=end; this.results=new ArrayList<String>(); this.phaser=phaser; } private void directoryProcess(File file){ File[] files=file.listFiles(); if(files!=null){ for(int i=0;i<files.length;i++){ if(files[i].isDirectory()){ directoryProcess(files[i]); } else{ fileProcess(files[i]); } } } } private void fileProcess(File file){ if(file.getName().endsWith(end)){ results.add(file.getAbsolutePath()); } } private void filterResults(){ List<String> newResults=new ArrayList<String>(); long actualDate=new Date().getTime(); for(int i=0;i<results.size();i++){ File file=new File(results.get(i)); long fileDate=file.lastModified(); if(actualDate-fileDate<TimeUnit.MILLISECONDS.convert(1,TimeUnit.DAYS)){ newResults.add(results.get(i)); } } results=newResults; } private boolean checkResults(){ if(results.isEmpty()){ System.out.printf("%s: Phase %d: 0 results./n",Thread.currentThread().getName(),phaser.getPhase()); System.out.printf("%s: Phase %d: End./n",Thread.currentThread().getName(),phaser.getPhase()); phaser.arriveAndDeregister(); } else{ System.out.printf("%s: Phase %d: %d results./n",Thread.currentThread().getName(),phaser.getPhase(),results.size()); phaser.arriveAndAwaitAdvance(); return true; } } private void showInfo() { for (int i=0; i<results.size(); i++){ File file=new File(results.get(i)); System.out.printf("%s: %s/n",Thread.currentThread().getName(),file.getAbsolutePath()); } phaser.arriveAndAwaitAdvance(); } @Override public void run(){ File file=new File(initPath); if(file.isDirectory()){ directoryProcess(file); } if(!checkResults()){ return; } filterResults(); if(!checkResults()){ return; } showInfo(); phaser.arriveAndDeregister(); System.out.printf("%s: Work completed./n",Thread.currentThread().getName()); }} 运行结果：
Apps: Phase 0: 4 results.
System: Phase 0: 27 results.
希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。
注：相关教程知识阅读请移步到JAVA教程频道。
