并发编程陷阱:Java多线程竞争条件示例

原创 左手的ㄟ右手 2024-11-01 22:54 93阅读 0赞

在并发编程中,竞争条件(Race Condition)是一个常见的问题,它发生在多个线程同时访问共享数据时,而最终结果依赖于这些线程执行的顺序。如果程序的行为依赖于线程的相对速度,那么它就可能遇到竞争条件。以下是Java多线程中一个简单的竞争条件示例:

```javapublic class Counter {
private int count =0;

public void increment() {
count++; //非原子操作 }

public int getCount() {
return count;
}
}
``在这个例子中,Counter类有一个count变量,它被increment方法用来增加计数。如果多个线程同时调用increment方法,它们可能会遇到竞争条件,因为count++` 实际上包含三个步骤:

1.读取 count 的当前值。
2.将值增加1。
3.将新值写回 count

如果两个线程同时执行这些步骤,它们可能会读取相同的 count值,各自增加1,然后写回,导致实际增加的计数只发生了一次,而不是两次。这会导致 count 的最终值比预期少。

为了解决这个问题,可以使用 synchronized 关键字来确保 increment 方法在同一时间只能被一个线程执行:

```javapublic class Counter {
private int count =0;

public synchronized void increment() {
count++;
}

public synchronized int getCount() {
return count;
}
}
``使用synchronized关键字可以保证每次只有一个线程可以进入incrementgetCount` 方法,从而避免了竞争条件。

另一个解决方案是使用 AtomicInteger 类,它提供了原子操作,可以安全地在多线程环境中使用:

```javaimport java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
count.incrementAndGet();
}

public int getCount() {
return count.get();
}
}
```AtomicInteger 提供了 incrementAndGet 方法,这是一个原子操作,可以确保在多线程环境中安全地增加计数。这样,即使多个线程同时调用 increment 方法,count 的值也会正确地增加。

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