分两大类：内核对象方式和用户方式。
内核对象方式：WINDOWS内核提供的可以用来进行线程同步的内核对象，都是可以发信号（Signaled）的对象，在WINDOWS中它们被称为“调度程序对象”（dispatcher object）。它们包括进程（PROCESS）、线程（THREAD）、事件（EVENT）、信号量（SEMAPHORE）、互斥（MUTEX）、时钟（TIMER）等。对这一类的对象，线程都可以通过用WaitForSingleObject()或WaitForMultpleObjects()等API来获得对象的使用权。当对象处于信号态时，线程立即返回，获得对象的使用权。当对象未处于信号态时，即对象正被其他线程占用时，线程就会被排在该内核对象的等待队列当中，当对象变为信号态时，队列中排队的第一个线程便得到该对象，被内核放入线程就绪队列，已重新获得CPU时间。在线程使用完对象后，需要释放该对象的使用权，以便其它等待该对象的线程获得执行。
用户方式：在WINDOWS下，WINDOWS还给用户提供了关键代码段（CRITICAL_SECTION），这种用户方式的线程同步解决方法。这种方式，比内核对象方式执行快。因为每次检测内核对象是否被占用时，系统都要由用户模式换为核心模式，这样就要消耗不少的切换时间。而关键代码段只是在用户模式下被简单检测是否已被其它线程占用，这样就比内核对象少了模式间切换所用的时间。在需要同步保护的代码量不是很大的情况下，使用关键代码段不失为一个好的解决方法，它可以提高代码的执行效率，减少线程间的冲突。当关键代码段发生冲突时，即一个线程检测到关键代码段已被其他线程占用时,该线程就进入等待状态。关键代码段有一个等待超时，如果超时发生时，线程仍未获得关键代码段，就会产生一个异常。所以，在编写关键代码段程序时应当注意用完后释放。关键代码段的超时值被记录在注册表的HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControSet\Control\Session
Manager键下的CriticalSectionTimeout关键字中。默认的值为2592000s，大约30天。我们可以通过改动这个值来调整超时时间，由于该值是系统公用的，所以建议设置该值时最小不要小于3S，以免影响到系统正常等待关键代码段超过3S的线程和其他应用。
操作系统之所以能够进行线程同步，主要依靠的是原子操作，原子操作是不会被打断的操作，通常它是由处理器体系结构提供，一般是由硬件支持的test-and-set操作。