Java并发编程中锁争用问题实例展示

原创浅浅的花香味﹌ 2024-09-29 20:21 93阅读 0赞

在Java并发编程中，锁争用问题通常是指多个线程同时申请并锁定同一资源的情况。这种情况下，如果没有适当的同步机制，可能会导致数据不一致或死锁等问题。

以下是一个简单的例子，展示了锁争用可能引发的问题：

```java
// 定义一个共享资源类
public class SharedResource {
    private int count = 0;

// 提供获取和增加操作的公共方法
    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }

public synchronized void incrementCount() {
        count++;
    }
}

// 创建多个线程并尝试修改共享资源
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SharedResource resource = new SharedResource();

// 创建多个线程并发操作
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                resource.incrementCount();
                try {
                    // 模拟长时间操作，引发锁争用问题
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }));

Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                resource.incrementCount();
                try {
                    // 模拟长时间操作，引发锁争用问题
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }));

thread1.start();
        thread2.start();

// 这里会等待所有线程执行完毕，这在实际情况中往往需要很长时间甚至无限时间
        thread1.join();
        thread2.join();

System.out.println("Final count: " + resource.getCount());
    }
}
```

在这个例子中，两个线程（thread1和thread2）同时尝试增加共享资源的计数。由于Java的synchronized关键字，每个方法都会独占对`resource`的锁，从而避免了锁争用的问题。

然而，在上述代码中，我们故意模拟长时间操作，使得线程在获得锁后会立即释放并等待再次获取锁。这样就触发了一个潜在的锁争用问题：当资源被一个线程占用时，另一个线程可能因为等待时间过长而直接进入`resource.incrementCount()`方法，导致两个线程同时修改资源的计数。

为避免这种问题，通常会使用超时机制、信号量或者更高级别的并发控制工具。