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由于Java支持多线程，具有并发功能，从而大大提高了计算机的处理能力。在各线程之间不存在共享资源的情况下，几个线程的执行顺序可以是随机的。但是，当两个或两个以上的线程需要共享同一资源时，线程之间的执行次序就需要协调，并且在某个线程占用这一资源时，其他线程只能等待。例如生产者和消费者的问题，只有当生产者生产出产品并将其放入货架时，消费者才能从货架上取走产品进行消费。当生产者没有生产出产品时消费者是没法消费的。同理，当生产者生产的产品堆满货架时应该暂停生产等待消费者消费。在程序设计中，可用两个线程分别代表这里的生产者和消费者，可将货架视为任一时刻只允许一个线程访问的临界资源。 在这个问题中，两个线程要共享货架这一临界资源，需要在某些时刻(货空/货满)协调它们的工作，即货空时消费者应等待，而货满时生产者应等待。为了不致于发生混乱，还可进一步规定：当生产者往货架上放货物时不允许消费者取货物，当消费者从货架上取货物时不允许生产者放货物。这种机制在操作系统中称为线程间的同步。在同步机制中，将那些访问临界资源的程序段称为临界区。 在Java系统中，临界区程序段是用关键字“synchronized”来标注，并通过一个称为监控器的系统软件来管理的。当执行被冠以synchronized的程序段即临界区程序时，监控器将这段程序(访问的临界资源)加锁，此时，称该线程占有临界资源，直到这段程序执行完，才释放锁。只有锁被释放后，其他线程才可以访问这些临界资源。用关键字synchronized定义临界区的语句形式是： synchronized (expression) statement 其中，expression代表类的名字，它是可选项；statement可以是一个方法，也可以是一个语句或一个语句块，最常见的是一个方法。下面通过一个例子来说明线程的同步问题。
public class thread
{
public static void main(String [ ] args)
{
HoldInt h=new HoldInt( ); //h为监控器
ProduceInt p=new ProduceInt(h);
ConsumeInt c=new ConsumeInt(h);
p.start( );
c.start( );
}
}
class HoldInt
{
private int sharedInt;
private boolean writeAble=true; //writeAble==true表示生产者线程能生产新数据
public synchronized void set(int val) //临界区程序段，也称为同步方法
{
while(!writeAble)
{
//生产者线程不能生产新数据时进入等待
try {wait( );}
catch(InterruptedException e){}
}
//生产者被唤醒后继续执行下面的语句
writeAble=false;
sharedInt=val;
notify( );
}
public synchronized int get( ) //同步方法
{
while(writeAble)
{
//消费者线程不能消费数据时进入等待状态
try
{
wait( );
}catch(InterruptedException e){}
}
//消费者被唤醒后继续执行下面的语句
writeAble=true;
notify( );
return sharedInt;
}
}
//ProduceInt 是生产者线程
class ProduceInt extends Thread {
private HoldInt hi;
public ProduceInt(HoldInt hiForm)
{
hi=hiForm;
}
public void run( )
{
for(int i=1;i<=4;i++)
{
hi.set(i);
System.out.println("产生的新数据是: "+ i);
}
}
}
//ConsumeInt 是消费者线程
class ConsumeInt extends Thread {
private HoldInt hi;
public ConsumeInt(HoldInt hiForm)
{
hi=hiForm;
}
public void run( )
{
for(int i=1;i<=4;i++)
{
int val=hi.get( );
System.out.println("读到的数据是: "+ val);
}
}
}
在这个程序中，共享数据sharedInt的方法set( )和get( )的头部的修饰符synchronized 使HoldInt的每个对象都有一把锁。当ProduceInt对象调用set( )方法时，HoldInt对象就被锁定。当set( )方法中的数据成员writeAble值为true时，set( )方法就可以向数据成员sharedInt中写入一个值，而get( )方法不能从sharedInt上读出值。如果set( )方法中的writeAble的值为false，则调用set( )方法中的wait( )方法，把调用set( )方法的ProduceInt对象放到HoldInt对象的等待队列中，并将HoldInt对象的锁打开，使该对象的其他synchronized方法可被调用。这个ProduceInt对象将一直在等待队列中等待，直到被唤醒使它进入就绪状态，等待分配CPU。当ProduceInt对象再次进入运行状态时，HoldInt对象就被隐含地锁定，而set( )方法将继续执行while循环中wait( )方法后面的语句。在本例中wait( )方法后面无其他语句，因此将进入下一次循环，判断while条件。ConsumeInt 对象调用get( )方法与ProduceInt对象调用set( )方法的情况类似，不再详述。 该程序的运行结果如下： 产生的新数据是：1 产生的新数据是：2 读到的数据是：1 产生的新数据是：3 读到的数据是：2 产生的新数据是：4 读到的数据是：3 读到的数据是：4
