多线程同步问题：Java中的synchronized关键字如何导致竞态条件？

原创深藏阁楼爱情的钟 2024-09-24 13:39 36阅读 0赞

在Java中，`synchronized`关键字用于修饰方法或代码块，以实现线程间的同步。

竞态条件（Race Condition）是指多个线程在执行过程中，由于对共享资源的访问顺序和结果不一致，导致最终状态不符合预期的现象。

举例来说，假设有一个整数数组`nums`和一个变量`counter`。以下是一个可能导致竞态条件的例子：

```java
public class CounterExample {
    private int[] nums = {1, 2, 3};
    private int counter = 0;

public void incrementCounter() synchronized (this) {
        // 假设数组nums的长度是当前counter的两倍
        for (int i = 0; i < counter * 2; i++) {
            nums[i] += 1; // 假设nums中的元素为递增计数
        }
        counter++; // 更新counter
    }

public void printCounter() {
        System.out.println("Counter value: " + counter);
    }

public static void main(String[] args) {
        CounterExample example = new CounterExample();
        Thread thread1 = new Thread(() -> example.incrementCounter()));
        Thread thread2 = new Thread(() -> example.printCounter()));

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

// 等待两个线程执行完毕
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
```

在这个例子中，`incrementCounter()`方法被多线程同时访问。当`counter`的值不足以覆盖数组时，就会出现竞态条件。

要修复这个问题，可以采用多种同步机制，如悲观锁、乐观锁或者使用更高级别的并发工具，如`java.util.concurrent`中的锁（Lock）、信号量（Semaphore）等。