Java并发编程：共享资源问题实例解读

原创川长思鸟来 2024-11-06 18:04 24阅读 0赞

Java并发编程中，共享资源问题是一个常见的问题，主要涉及到多线程环境下对共享数据的访问和修改。如果不正确地处理，可能会导致数据不一致、竞态条件（Race Condition）等问题。以下是一些共享资源问题的实例解读：

###1.竞态条件（Race Condition）

**问题描述**：
当多个线程同时访问和修改同一个资源时，如果这些操作没有被正确同步，就可能发生竞态条件。

**示例代码**：
```javapublic class Counter {
 private int count =0;

public void increment() {
 count++; //非原子操作 }

public int getCount() {
 return count;
 }
}
```
在这个例子中，`increment` 方法不是原子操作，因为它涉及到读取、增加和写入三个步骤。如果多个线程同时调用 `increment` 方法，可能会导致 `count` 的值不正确。

###2.死锁（Deadlock）

**问题描述**：
当两个或多个线程在等待对方释放资源时，它们都阻塞在那里，无法继续执行，这种情况称为死锁。

**示例代码**：
```javapublic class DeadlockExample {
 private final Object lock1 = new Object();
 private final Object lock2 = new Object();

public void method1() {
 synchronized (lock1) {
 try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }
 synchronized (lock2) {
 System.out.println("Lock2 acquired");
 }
 }
 }

public void method2() {
 synchronized (lock2) {
 try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }
 synchronized (lock1) {
 System.out.println("Lock1 acquired");
 }
 }
 }
}
```
在这个例子中，`method1` 和 `method2` 分别尝试获取两个锁，但顺序不同，这可能导致死锁。

###3.活锁（Livelock）

**问题描述**：
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。

**示例代码**：
```javapublic class LivelockExample {
 public void doWork() {
 while (true) {
if (condition1()) {
if (condition2()) {
 break;
 }
 }
//线程在这里不断改变策略，但无法取得进展 }
 }

private boolean condition1() {
//检查条件1 return true;
 }

private boolean condition2() {
//检查条件2 return false;
 }
}
```
在这个例子中，线程在检查条件时不断改变策略，但始终无法满足条件，导致活锁。

### 解决方法1. **使用同步机制**：如 `synchronized` 关键字、`ReentrantLock`等，确保对共享资源的访问是原子的。
2. **使用并发集合**：如 `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`等，它们内部已经处理了线程安全问题。
3. **使用原子类**：如 `AtomicInteger`、`AtomicLong`等，它们提供了原子操作。
4. **避免死锁**：合理设计锁的获取和释放顺序，使用 `tryLock` 方法尝试获取锁，或者使用 `Lock`接口的 `lockInterruptibly` 方法。

正确处理共享资源问题是并发编程中的关键，需要根据具体情况选择合适的同步机制和并发工具。