Java多线程同步问题：竞态条件实例分析

原创迷南。 2024-09-13 07:21 70阅读 0赞

在Java多线程编程中，竞态条件（Race Condition）是一个常见的并发问题。简单来说，竞态条件发生在两个或多个线程对共享资源进行操作时，由于执行顺序的不确定性导致的结果。

下面以一个经典的实例来说明：

```java
// 假设我们有一个原子类
class Counter {
    int count;

// 同步方法，用于获取和修改计数器
    synchronized void increment() {
        count++;
    }

synchronized int decrement() {
        if (count > 0) {
            count--;
            return count;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Counter is already zero.");
        }
    }
}

// 多线程环境，两个线程交替修改计数器
public class RaceConditionExample {
    private Counter counter;

public RaceConditionExample() {
        this.counter = new Counter();
    }

// 线程1，先增加后减少
    public void thread1() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
                // 同步操作
                counter.increment();

System.out.println("Thread 1 incremented count to " + counter.decrement());

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

// 线程2，先减少后增加
    public void thread2() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
                // 同步操作
                counter.decrement();

System.out.println("Thread 2 decremented count to " + counter.increment());

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

public static void main(String[] args) {
        RaceConditionExample example = new RaceConditionExample();

Thread thread1 = new Thread(example::thread1));
        Thread thread2 = new Thread(example::thread2));

thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
```

在这个例子中，线程1先增加计数器的值，然后减少，最后再次增加。而线程2则相反，先减少计数器的值，然后增加，最后再次减少。

结果可能会出现这样的情况：在某些情况下，线程2的操作顺序可能比线程1的操作顺序更早，导致`Thread 2 incremented count to 5`后，`count`并未达到0，从而违反了原子性操作（即一次操作只能完成一次）。

这就是竞态条件的一个实例。要避免这种情况，通常需要对共享资源进行适当的同步控制。