使用Java多线程遇到的同步问题示例

原创电玩女神 2024-11-01 16:51 42阅读 0赞

在Java中，多线程编程时经常会遇到同步问题，这些问题通常涉及到多个线程访问共享资源时的竞态条件（race condition）。下面是一个简单的示例，演示了在没有同步控制的情况下，多线程访问共享资源时可能出现的问题。

假设我们有一个简单的类`Counter`，它包含一个共享的整型变量`count`，并且有两个方法`increment`和`decrement`用于增加和减少`count`的值。

```javapublic class Counter {
 private int count =0;

public void increment() {
 count++; //增加计数 }

public void decrement() {
 count--; //减少计数 }

public int getCount() {
 return count; // 返回当前计数 }
}
```现在，我们创建两个线程，一个线程不断增加`count`的值，另一个线程不断减少`count`的值。理想情况下，如果两个线程运行的时间相同，`count`的值应该保持不变。

```javapublic class CounterThread extends Thread {
 private Counter counter;

public CounterThread(Counter counter) {
 this.counter = counter;
 }

@Override public void run() {
 for (int i =0; i <10000; i++) {
 counter.increment();
 }
 }
}

public class DecrementThread extends Thread {
 private Counter counter;

public DecrementThread(Counter counter) {
 this.counter = counter;
 }

@Override public void run() {
 for (int i =0; i <10000; i++) {
 counter.decrement();
 }
 }
}
```最后，我们创建`main`方法来启动这两个线程，并在它们执行完毕后检查`count`的值。

```javapublic class Main {
 public static void main(String[] args) {
Counter counter = new Counter();

Thread incrementThread = new CounterThread(counter);
Thread decrementThread = new DecrementThread(counter);

incrementThread.start();
 decrementThread.start();

try {
 incrementThread.join();
 decrementThread.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }

System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
 }
}
```在没有同步控制的情况下，`increment`和`decrement`方法可能会被不同的线程同时执行，导致`count`的值不正确。这是因为`count++`和`count--`操作并不是原子操作，它们可以被分解为多个步骤，如下：

1.读取`count`的值。
2.增加或减少1。
3.将新值写回`count`。

如果两个线程同时执行这些步骤，它们可能会读取相同的`count`值，然后各自增加或减少1，最后将结果写回`count`，导致其中一个增加或减少的操作被忽略。

为了解决这个问题，我们需要对`increment`和`decrement`方法进行同步控制，确保在任何时候只有一个线程可以修改`count`的值。这可以通过使用`synchronized`关键字来实现。

```javapublic synchronized void increment() {
 count++;
}

public synchronized void decrement() {
 count--;
}
```通过将这两个方法声明为`synchronized`，我们确保了在任何时候只有一个线程可以执行这些方法，从而避免了竞态条件和同步问题。