عند استخدام الكلمة الأساسية المتزامنة، يتم استخدام كائن المزامنة (mutex) لضمان سلامة سلسلة المحادثات والوصول المتزامن إلى الموارد المشتركة. غالبًا ما يكون التنفيذ المنسق بين سلاسل العمليات مطلوبًا لإكمال المهام المتزامنة المعقدة. على سبيل المثال، يعد وضع الانتظار/الإخطار بمثابة آلية تنفيذ منسقة في بيئة متعددة الخيوط.
يعد الحصول على الأقفال وتحريرها من خلال واجهة برمجة التطبيقات (باستخدام كائن المزامنة) أو استدعاء الانتظار/الإخطار والطرق الأخرى كلها طرق اتصال منخفضة المستوى. علاوة على ذلك، من الضروري إنشاء تجريدات ذات مستوى أعلى لمزامنة سلسلة المحادثات. تتمثل الفئة المساعدة للمزامنة شائعة الاستخدام في تغليف آلية نشاط المزامنة بشكل أكبر بين خيطين أو أكثر. مبدأها الداخلي هو تحقيق التنسيق المعقد بين سلاسل الرسائل باستخدام واجهة برمجة التطبيقات الأساسية الموجودة.
هناك 5 فئات مساعدة للمزامنة مناسبة لسيناريوهات المزامنة الشائعة:
1. Semaphore Semaphore هي أداة مزامنة كلاسيكية. تُستخدم الإشارات غالبًا للحد من عدد الموارد (المادية أو المنطقية) التي يمكن لخيط الوصول إليها في وقت واحد.
2.CountDownLatch هي فئة مساعدة للمزامنة بسيطة جدًا ولكنها شائعة الاستخدام. والغرض منه هو السماح بحظر خيط واحد أو أكثر حتى تكتمل مجموعة العمليات التي يتم تنفيذها في سلاسل رسائل أخرى.
3. CyclicBarrier هي نقطة مزامنة متعددة الاتجاهات قابلة لإعادة التعيين وهي مفيدة في بعض سيناريوهات البرمجة المتزامنة. يسمح لمجموعة من الخيوط بانتظار بعضها البعض حتى يتم الوصول إلى نقطة حاجز مشتركة. يعد CyclicBarrier مفيدًا في البرامج التي تتضمن مجموعة من سلاسل العمليات ذات الحجم الثابت والتي يجب أن تنتظر بعضها البعض من وقت لآخر. نظرًا لأنه يمكن إعادة استخدام الحاجز بعد تحرير خيط الانتظار، فإنه يُسمى حاجزًا دوريًا.
4. Phaser عبارة عن حاجز مزامنة قابل لإعادة الاستخدام ويشبه في وظيفته CyclicBarrier وCountDownLatch، ولكنه أكثر مرونة في الاستخدام. إنه مناسب جدًا للتنسيق المتزامن لمهام الحوسبة المرحلية في بيئة متعددة الخيوط (عندما تكون المزامنة مطلوبة بين المهام الفرعية في إطار عمل Fork/Join، يفضل استخدام Phaser)
5.يسمح Exchange لخيطين بتبادل الكائنات عند نقطة التقاء معينة، وهو أكثر فائدة في تصميمات خطوط أنابيب معينة. يوفر Exchanger نقطة مزامنة يمكن من خلالها لزوج من مؤشرات الترابط تبادل البيانات. يوفر كل مؤشر ترابط البيانات إلى مؤشر الترابط الشريك الخاص به من خلال إدخال طريقة التبادل () ويتلقى البيانات المقدمة من مؤشر الترابط الشريك الخاص به ويعيدها. عندما يتبادل خيطان كائنات من خلال Exchanger، يكون التبادل آمنًا لكلا الخيطين. يمكن اعتبار المبادل بمثابة شكل ثنائي الاتجاه لـ SynchronousQueue، وهو أكثر فائدة في التطبيقات التي تتضمن الخوارزميات الجينية وتصميم خطوط الأنابيب.