Java并发编程中的锁竞争问题实例分析

原创末蓝、 2024-10-08 02:24 36阅读 0赞

锁竞争问题在Java并发编程中是一个常见的性能瓶颈现象。简而言之，当多个线程同时申请并持有同一把锁时，就会出现锁竞争。

以下是一个典型的锁竞争问题实例：

```java
// 假设我们有一个任务列表，每个任务都需要一个资源（例如数据库连接）
class Task {
    private Resource resource;

// 创建新任务的方法
    public Task(Resource resource) {
        this.resource = resource;
    }

// 任务需要执行的操作
    public void execute() {
        // 假设我们需要数据库连接
        useDatabaseConnection(resource);
    }
}

// 资源类（假设是数据库连接）
class Resource {
    // 创建资源的方法
    public synchronized Resource create() {
        // 实现创建资源的逻辑，例如数据库连接池获取连接等
        System.out.println("Creating resource...");
        return this;
    }

// 分配给线程使用的资源
    public synchronized void assignTo(Thread thread) {
        if (thread == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Thread cannot be null");
        }
        System.out.println("Assigning resource to thread: " + thread.getName());
        this.lock();
    }

// 释放资源，可以被其他线程再次获取
    public synchronized void release() {
        System.out.println("Releasing resource...");
        this.unlock();
    }

// 获取锁的方法（同步）
    private synchronized void lock() {
        System.out.println("Locking resource...");
        if (this.isLocked()) {
            throw new IllegalStateException("Resource is already locked by another thread");
        }
        this.locked = true;
    }

// 释放锁的方法（同步）
    private synchronized void unlock() {
        System.out.println("Unlocking resource...");
        if (!this.isLocked()) {
            throw new IllegalStateException("Resource is not locked, cannot be unlocked");
        }
        this.locked = false;
    }

// 检查资源是否被其他线程锁定
    private boolean isLocked() {
        return this.locked;
    }
}
```

在上述代码中，`Task`需要一个数据库连接来执行任务。我们创建了一个资源类`Resource`，它提供了锁和解锁的功能。

当多个线程同时请求并使用这个数据库连接时，就会发生锁竞争。在我们的例子中，如果两个线程几乎同时调用`assignTo(thread)`，那么可能会出现资源没有正确分配的问题。