理解并解决Java多线程并发问题示例

原创雨点打透心脏的1/2处 2024-12-13 00:09 18阅读 0赞

Java多线程并发问题主要涉及到线程安全、锁机制、死锁等问题。这里我们将通过一个简单的例子来展示如何理解和解决这些问题。

1. **线程安全问题**：当多个线程同时访问和修改共享数据时，就会出现不一致的问题。

2. **使用锁（synchronized关键字）解决问题**：
   - 使用`synchronized(this)`锁定当前类对象。
   - 避免嵌套锁，如果必须，需要正确管理锁的释放时机。
   
3. **示例：生产者消费者问题（无锁解决）**：

```java
// 创建一个容量为10的缓冲区
int bufferCapacity = 10;
Integer[] buffer = new Integer[bufferCapacity];

// 生产者
class Producer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < 50; i++) { // 生产数据
                int data = i % bufferCapacity;
                synchronized(buffer) { // 使用锁保证同一时刻只有一个线程在操作缓冲区
                    buffer[data] = data;
                    if (i == 49) { // 当生产达到目标值时，唤醒消费者
                        Thread.sleep(100);
                        break;
                    }
                }
            }

} catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 消费者
class Consumer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < bufferCapacity; i++) { // 检查缓冲区数据，如果存在，则消费
                if (buffer[i] != null) {
                    System.out.println("Consumer read " + buffer[i]);
                    synchronized(buffer) { // 使用锁保证同一时刻只有一个线程在操作缓冲区
                        buffer[i] = null; // 存储位置置为空，以便下次使用
                    }
                } else {
                    break;
                }
            }

} catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 创建生产者和消费者
Producer producer = new Producer();
Consumer consumer = new Consumer();

// 启动生产者和消费者线程
producer.start();
consumer.start();
```

通过上述示例，我们可以看到如何通过锁机制解决Java多线程并发问题。理解和掌握这些方法是解决实际问题的关键。