并发编程：Java中的线程安全问题实例

原创女爷i 2024-10-08 12:48 67阅读 0赞

在Java中，线程安全问题主要是由于共享资源导致的竞态条件。下面我们将通过一个实例来理解这个问题。

**实例：生产者-消费者模型**

```java
// 1. 创建共享资源（数组）
int[] products = new int[10];

// 2. 创建生产者和消费者的线程
class Producer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            synchronized (products) { // 指定同步代码块
                if (products.length >= 10) { // 确保资源不溢出
                    products[products.length - 1] = i;
                    products.notifyAll(); // 唤醒等待的消费者线程
                    break; // 结束当前循环，因为生产者只执行5次
                }
            }
        }
    }
}

class Consumer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true) { // 消费无限循环
            synchronized (products) { // 确保同步代码块
                if (!products.isEmpty()) { // 产品不为空，才进行操作
                    int product = products[0]; // 获取第一个产品
                    products.remove(0); // 移除第一个产品

System.out.println("Consumer consumed product " + product); // 输出消费信息
                    break; // 结束当前循环，因为消费者只消费一次
                }
            }
        }
    }
}

// 创建并启动生产者和消费者线程
Producer producer = new Producer();
Consumer consumer = new Consumer();

producer.start(); // 启动生产者
consumer.start(); // 启动消费者

```

在这个例子中，我们创建了一个生产者和多个消费者。生产者向共享资源（数组`products`）添加产品，而消费者则从资源中消费产品。

问题可能出现在以下情况：

1. **线程安全**：如果多线程同时修改`products`，可能会导致数据不一致，这需要使用同步机制（如synchronized关键字）来保护共享资源。

2. **竞态条件**：如果一个线程在添加产品到`products`时另一个线程已经消费了该产品，就会出现生产者和消费者之间的时间错位问题。