Java多线程编程中的同步问题实例

原创﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-09-11 23:33 79阅读 0赞

在Java多线程编程中，同步问题主要涉及到共享资源的访问控制，防止数据不一致或死锁。以下是一个简单的同步问题实例：

例子：生产者-消费者模型

1. **共享资源**：
   - 一个`ArrayList<String>`（简称list）来存储产品。
   - 两个信号量，一个代表list中可消费的产品数量（称为productCount），另一个用于控制生产者的进出（称为producerLock）。

2. **多线程角色**：
   - 生产者（Producer）：负责将产品添加到list中。
   - 消费者（Consumer）：负责从list中取出产品并进行处理。

3. **同步问题**：
   - 生产者在生产产品时可能会导致list为空，这时消费者可能会因无法获取产品而阻塞。
   - 为了避免这种情况，需要使用锁来控制对list的访问：

```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.concurrent.Semaphore;

// 生产者类
class Producer {
    private final ArrayList<String> list;
    private final Semaphore producerLock;

public Producer(ArrayList<String> list, Semaphore producerLock) {
        this.list = list;
        this.producerLock = producerLock;
    }

// 生产产品并添加到list中
    public void produce() throws InterruptedException {
        producerLock.acquire();  // 获取生产锁

if (list.size() == 0) {  // 判断列表是否为空
            System.out.println("List is empty, adding products...");
            for (int i = 1; i <= 5; i++) {  // 添加5个产品到列表中
                list.add("Product " + i);
            }
        }

System.out.println("Produced and added to list: " + list);

producerLock.release();  // 释放生产锁
    }
}

// 消费者类
class Consumer {
    private final ArrayList<String> list;
    private final Semaphore consumerLock;

public Consumer(ArrayList<String> list, Semaphore consumerLock) {
        this.list = list;
        this.consumerLock = consumerLock;
    }

// 从list中取出一个产品进行处理
    public void consume() throws InterruptedException {
        consumerLock.acquire();  // 获取消费者锁

if (list.size() > 0) {  // 判断列表是否非空
            System.out.println("Consumed and removed from list: " + list.get(0));  // 取出第一个产品进行处理并从列表中移除

list.remove(0);  // 移除第一个产品
        } else {
            System.out.println("List is empty, no products to consume.");
        }

consumerLock.release();  // 释放消费者锁
    }
}
```
在这个例子中，生产者和消费者通过共享的list进行数据交换。使用信号量保证了对list访问的控制，避免了同步问题。