1.1.6 什么是线程同步和阻塞？它们有什么关系？

在并发编程中，我们经常会遇到线程同步、异步、阻塞和非阻塞等概念，尤其是在涉及线程之间的协作和资源共享时。其实同步和异步是指线程执行方式，而阻塞和非阻塞是指线程执行状态。我们来详细介绍这些重要概念。

（1）线程同步（Thread Synchronization）。

线程同步是一种机制，使用它能够确保两个或多个并发线程不会同时执行特定的程序片段。这通常用于防止多个线程访问共享资源（如数据结构、文件或外部设备等），以避免数据不一致或状态冲突的问题。线程同步可以通过以下多种机制来实现。

● 互斥锁（Mutex Lock）：确保同一时间只有一个线程可以进入临界区。

● 信号量：允许多个线程在资源数量有限的情况下进行同步。

● 监视器（Monitor）：封装了对象的锁定和条件变量，简化了同步过程。

● 死锁避免算法：确保系统不会进入一个无法分配资源的状态。

在Java中，线程同步通常是使用synchronized关键字、volatile关键字、锁技术以及原子类等方法来实现的。当一个线程进入一个同步方法或同步代码块时，它会自动获取锁；当它离开时，锁会被释放，此时其他线程可以获取锁并进入该同步方法或同步代码块。

（2）线程阻塞（Thread Blocking）。

线程阻塞指的是线程因为某些条件尚未满足而暂停执行，并且该线程会从CPU的执行队列中移除，直到某个特定的事件发生。在阻塞期间，线程不会消耗任何CPU时间，因此CPU可以执行其他任务。

线程被阻塞的原因如下。

● I/O操作：当线程等待来自I/O设备的数据时，通常会发生阻塞。

● 同步锁：当线程试图获取一个已经被其他线程持有的锁时，通常会发生阻塞。

● 其他阻塞操作：例如等待某个事件发生或尝试执行一个已经满载的同步阻塞队列操作。

在Java中，导致线程阻塞的方法通常有使用Object类的wait()方法、Thread类的sleep()和join()方法、Lock接口的lock()方法以及Condition接口的await()方法等。

（3）线程同步和阻塞的关系。

线程同步和阻塞描述了多线程操作中的不同方面，同步关注的是如何安全地访问共享资源，而阻塞关注的是线程在等待某些操作完成时的状态。同步操作可能会导致线程阻塞，但阻塞本身并不一定是同步操作的结果，例如线程在等待I/O操作完成时也会发生阻塞，这与同步没有直接关系。

存在同步阻塞，也存在同步非阻塞，当然还存在异步阻塞和异步非阻塞。它们的作用都是保证多线程环境中程序的正确性和一致性，但如果不恰当地使用它们，可能会导致性能问题，如死锁或饥饿等。因此，在设计多线程程序时，需要仔细考虑线程之间的同步和阻塞策略。