Java多线程并发问题解决示例

原创 ゝ一纸荒年。 2024-09-17 16:03 77阅读 0赞

在Java编程中,多线程并发是一个常见且重要的问题。以下是一些问题及解决示例:

  1. 竞态条件(Race Conditions):多个线程同时访问和修改共享资源,可能会导致不期望的结果。

    解决示例:

    1. // 假设一个计数器
    2. AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
    3. // 创建两个线程
    4. Thread thread1 = new Thread(() -> {
    5. for (int i = 0; i < 5; i++) {
    6. // 尝试增加计数器
    7. if (counter.incrementAndGet() == 10) {
    8. System.out.println("Thread 1 successfully incremented counter.");
    9. break;
    10. }
    11. }
    12. // 确保线程正常退出
    13. thread1.join();
    14. }));
    15. Thread thread2 = new Thread(() -> {
    16. for (int i = 5; i < 10; i++) {
    17. // 尝试减小计数器
    18. if (counter.decrementAndGet() == 0) {
    19. System.out.println("Thread 2 successfully decremented counter.");
    20. break;
    21. }
    22. }
    23. // 确保线程正常退出
    24. thread2.join();
    25. }));
    26. // 启动两个线程
    27. thread1.start();
    28. thread2.start();
    29. // 等待所有线程完成
    30. try {
    31. Thread.sleep(1000); // 假设线程需要一定时间来执行
    32. } catch (InterruptedException e) {
    33. e.printStackTrace();
    34. }
  2. 死锁(Deadlocks):当两个或多个线程互相等待对方释放资源时,就可能发生死锁。

    解决示例:

    1. // 假设一个银行账户和两个存款操作
    2. class BankAccount {
    3. int balance = 0;
    4. // 存款操作1
    5. void deposit1(int amount) {
    6. if (amount > 0 && balance + amount < Integer.MAX_VALUE)) {
    7. balance += amount;
    8. System.out.println("Deposit 1 successful. New balance: " + balance);
    9. } else {
    10. System.out.println("Deposit 1 failed. Invalid amount or balance limit exceeded.");
    11. }
    12. }
    13. // 存款操作2
    14. void deposit2(int amount) {
    15. if (amount > 0 && balance + amount < Integer.MAX_VALUE)) {
    16. balance += amount;
    17. System.out.println("Deposit 2 successful. New balance: " + balance);
    18. } else {
    19. System.out.println("Deposit 2 failed. Invalid amount or balance limit exceeded.");
    20. }
    21. }
    22. // 撤销存款操作1
    23. void withdraw1(int amount) {
    24. if (amount > 0 && balance - amount >= 0)) {
    25. balance -= amount;
    26. System.out.println("Withdraw 1 successful. New balance: " + balance);
    27. } else {
    28. System.out.println("Withdraw 1 failed. Invalid amount or insufficient balance.");
    29. }
    30. }
    31. // 撤销存款操作2
    32. void withdraw2(int amount) {
    33. if (amount > 0 && balance - amount >= 0)) {
    34. balance -= amount;
    35. System.out.println("Withdraw 2 successful. New balance: " + balance);
    36. } else {
    37. System.out.println("Withdraw 2 failed. Invalid amount or insufficient balance.");
    38. }
    39. }
    40. }
    41. public class Main {
    42. public static void main(String[] args) {
    43. // 创建一个银行账户实例
    44. BankAccount bankAccount = new BankAccount();
    45. // 调用存款操作1和2,模拟两个线程同时进行存款操作
    46. bankAccount.deposit1(500);
    47. bankAccount.deposit2(300);
    48. // 线程1模拟完成存款操作后,再尝试撤销存款操作1
    49. Thread thread1 = new Thread(() -> {
    50. bankAccount.withdraw1(500); // 模拟撤销存款操作1
    51. System.out.println("Thread 1 successfully attempted to cancel deposit 1.");
    52. }));
    53. // 线程2模拟完成存款操作后,再尝试撤销存款操作2
    54. Thread thread2 = new Thread(() -> {
    55. bankAccount.withdraw2(300); // 模拟撤销存款操作2
    56. System.out.println("Thread 2 successfully attempted to cancel deposit 2.");
    57. }));
    58. // 启动两个线程
    59. thread1.start();
    60. thread2.start();
    61. // 等待所有线程完成
    62. try {
    63. Thread.sleep(1000); // 假设线程需要一定时间来执行
    64. } catch (InterruptedException e) {
    65. e.printStackTrace();
    66. }
    67. System.out.println("Final balance: " + bankAccount.balance); // 检查最终余额是否正确
    68. }
    69. }
    70. }

这个示例模拟了两个线程(Thread 1 和 Thread 2)同时执行存款操作,然后一个线程尝试撤销存款。这样就避免了死锁的发生,并展示了如何解决并发问题。

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