深入Java多线程：竞态条件与解决方案示例

原创亦凉 2024-10-07 15:33 40阅读 0赞

在Java编程中，多线程可能会引发一种称为"竞态条件"的复杂问题。下面我将通过几个具体的例子来解释并提供解决竞态条件的策略。

1. **共享变量**：
   ```java
   class Counter {
       int count;
       
       public synchronized void increment() {
           count++;
           notifyAll(); // 当计数到达一定值时，唤醒其他线程
       }
   
       public void startThread() {
           new Thread(() -> { 
               while (true) {
                   if (count >= 10) break; // 一旦达到条件，跳出循环
                   synchronized (this) { increment(); } // 调用同步方法来更新计数
                   try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
               }
           })}).start();
       }
   }
   ```
在这个例子中，多个线程可能同时访问和修改共享的count变量，从而引发竞态条件。解决的方法是使用synchronized关键字或者Java的wait/notify机制进行同步控制。

2. **信号量**：
   ```java
   class Semaphore {
       int count;
       
       public void acquire() synchronized (this) { 
           while (count == 0) wait(); // 如果计数为0，则等待
           count++; // 计数加1，表示有一个资源可用
       }
       
       public void release() synchronized (this) { 
           count--; // 计数减1，表示有一资源已释放
           if (count <= 0) notifyAll(); // 如果计数变为0或更少，则唤醒所有等待的线程
       }
   }
   ```
在信号量的例子中，通过acquire方法获取一个资源，而release方法则将这个资源归还。这样就可以控制同时访问资源的数量，防止竞态条件的发生。

总的来说，理解并应用Java中的同步机制（如synchronized关键字、wait/notify机制等）是解决多线程竞态条件的关键。