執行緒同步是為了確保執行緒安全，所謂執行緒安全指的是多個執行緒對同一資源進行訪問時，有可能產生資料不一致問題，導致執行緒訪問的資源並不是安全的。如果多執行緒程式執行結果和單執行緒執行的結果是一樣的，且相關變數的值與預期值一樣，則是執行緒安全的。

Java中與執行緒同步有關的關鍵字/類包括：

volatile、synchronized、Lock、AtomicInteger等concurrent包下的原子類。。。等

接下來討論這幾種同步方法。

volatile

volatile一般用在多個執行緒訪問同一個變數時，對該變數進行唯一性約束，volatile保證了變數的可見性，不能保證原子性。

用法（例）：private volatile booleanflag = false

保證變數的可見性：volatile本質是告訴JVM當前變數線上程暫存器（工作記憶體）中的值是不確定的，需要從主存中讀取，每個執行緒對該變數的修改是可見的，當有執行緒修改該變數時，會立即同步到主存中，其他執行緒讀取的是修改後的最新值。

不能保證原子性：原子性指的是不會被執行緒排程機制打斷的操作，在java中，對基本資料型別的變數的讀取和賦值操作是原子性操作。自增/自減操作不是原子性操作。例如：i++,其實是分成三步來操作的：1）從主存中讀取i的值；2）執行+1操作；3）回寫i的值。volatile關鍵字並不能保證原子性操作。非原子操作都會產生執行緒安全的問題，那麼如何實現自增/自減的原子性呢？後續將有講解。

synchronized

synchronized提供了一種獨佔的加鎖方式，是比較常用的執行緒同步的關鍵字，一般在“執行緒安全的單例”中普遍使用。該關鍵字能夠保證程式碼塊的同步性和方法層面的同步。

用法（例）：1）程式碼塊同步

//使用synchronized關鍵字實現執行緒安全的單例模式
    private static Singleton instance;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class)
            {
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }              
            }
        }
        return instance;
}
privateSingleton(){ }
 

2）方法同步

public static synchronized Singleton getInstance2(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
private Singleton(){ }

很多人說synchronized在效能上存在較大問題，但並沒有真實環境產生的資料比較說明，因此在這裡不好討論效能問題。

volatile和synchronized的區別

1）      volatile通過變數的可見性，指定執行緒必須從主存中讀取變數的最新值；synchronized通過阻塞執行緒的方式，只有當前執行緒能訪問該變數，鎖定了當前變數。

2）      volatile使用在變數級別；synchronized可以使用在變數、方法、類級別

3）      volatile不會造成執行緒阻塞；synchronized可能會造成執行緒阻塞

4）      volatile不能保證原子性；synchronized能保證原子性

5）      volatile標記的變數不會被編譯器優化；synchronized標記的變數有可能會被編譯器優化（指令重排）。

如何保證自增/自減的原子性

1）      使用java.util.concurrent包下提供的原子類，如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

用法：   

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
atomicInteger.getAndIncrement();//實現原子自增
atomicInteger.getAndDecrement();//實現原子自減

2）使用synchronized同步程式碼塊

Synchronized（this）{
      value++;
}

3）使用Lock顯示鎖同步程式碼塊

 private Lock lock = new ReentrantLock();
    private final int incrementAndGet(){
        lock.lock();
        try
        {
            return value++;
        }
        finally
        {
            // TODO: handle finally clause
            lock.unlock();
        }
    }