Java多线程并发编程中常见的同步问题实例解析。

原创忘是亡心i 2024-11-11 18:24 36阅读 0赞

Java多线程并发编程中常见的同步问题主要包括以下几种：

1. **竞态条件（Race Condition）**：
当多个线程访问共享数据时，如果至少有一个线程在修改数据，而其他线程可以读取这些数据，就可能发生竞态条件。竞态条件会导致数据不一致。

**实例解析**：
 ```java class Counter {
 private int count =0;

public void increment() {
 count++; //非原子操作，包含读取、增加、写入三个步骤 }

public int getCount() {
 return count;
 }
 }
 ```
如果多个线程同时调用`increment()`方法，由于`count++`不是原子操作，可能会导致最终的`count`值小于预期。

2. **死锁（Deadlock）**：
当两个或多个线程在等待对方释放资源时，它们就会陷入死锁状态。

**实例解析**：
 ```java public class DeadlockExample {
 private static final Object lock1 = new Object();
 private static final Object lock2 = new Object();

public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
 synchronized (lock1) {
 try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }
 synchronized (lock2) {
 System.out.println("Thread1 acquired lock2");
 }
 }
 });

Thread t2 = new Thread(() -> {
 synchronized (lock2) {
 try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }
 synchronized (lock1) {
 System.out.println("Thread2 acquired lock1");
 }
 }
 });

t1.start();
t2.start();
 }
 }
 ```
如果`t1`和`t2`几乎同时运行，它们可能会分别获得`lock1`和`lock2`，然后等待对方释放另一个锁，导致死锁。

3. **活锁（Livelock）**：
活锁是指两个或多个线程在尝试执行操作时，由于不断改变策略而无法取得进展的状态。

**实例解析**：
假设两个线程在尝试访问同一资源，但每次它们检查资源是否可用时，都发现对方正在使用，因此它们不断重试，但始终无法取得进展。

4. **饥饿（Starvation）**：
饥饿是指一个或多个线程因为其他线程持续占用资源而无法获得所需资源的情况。

**实例解析**：
如果一个线程总是被高优先级的线程抢占资源，那么这个线程可能会饥饿。

5. **不可重复读（Non-repeatable read）**：
一个事务在读取同一数据时，在事务中间由于其他事务的并发修改导致多次读取返回不同的结果。

**实例解析**：
 ```java public class NonRepeatableRead {
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Account account = new Account(1000);

Thread t1 = new Thread(() -> {
 account.withdraw(100);
}, "Thread-1");

Thread t2 = new Thread(() -> {
int balance = account.getBalance();
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + balance);
}, "Thread-2");

t1.start();
t2.start();
 }
 }

class Account {
 private int balance;

public Account(int balance) {
 this.balance = balance;
 }

public void withdraw(int amount) {
 balance -= amount;
 }

public int getBalance() {
 return balance;
 }
 }
 ```
如果`t2`在`t1`执行`withdraw`方法后立即执行`getBalance`，可能会读取到不一致的数据。

解决这些问题通常需要使用同步机制，如`synchronized`关键字、`ReentrantLock`、`volatile`关键字、`Atomic`类等。正确使用这些同步机制可以避免并发问题，保证线程安全。