面试常见：Java多线程并发控制问题实例

原创朱雀 2024-11-21 21:24 4阅读 0赞

在Java多线程编程中，经常会遇到并发控制的问题。以下是一个常见的例子：

**问题描述**：
假设有一个生产任务的类`TaskProducer`，它有一个无限循环的任务生成器。

```java
public class TaskProducer {
    private final Object lock = new Object();

public void produceTasks() {
        while (true) {
            synchronized (lock) {
                // 生成并放入任务队列
                generateAndEnqueueTask();
                // 确保只有一个线程进入这里
                lock.notifyAll();
            }
        }
    }

private void generateAndEnqueueTask() {
        // 这里是一个模拟的生产任务，可以替换成实际的任务
        Task task = new Task("Task-" + System.currentTimeMillis());
        // 存储任务的地方，这里假设是一个无锁队列
        synchronized (task) {
            taskQueue.add(task);
        }
    }

// 无需关心的辅助方法
    private final Queue<Task> taskQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
}
```

**问题**：
在这个生产者类中，`TaskProducer.produceTasks()`方法会无限制地生成并放入任务队列。这种设计在多线程环境下可能会导致资源耗尽或者数据不一致的问题。

**解决方案**：
为解决这个问题，可以采取以下几种策略：

1. **设置最大任务数量**：设定一个合理的最大任务数，当任务队列达到这个阈值时，停止生成新的任务。

```java
private int maxTasks = 1000; // 设置最大任务数量

public void produceTasks() {
    while (true) {
        synchronized (lock) {
            if (taskQueue.size() < maxTasks) {
                generateAndEnqueueTask();
            } else {
                lock.notifyAll();
                break;
            }
        }
        try {
            lock.wait(); // 线程等待通知
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}
```

2. **任务状态检查**：在生成新任务之前，先检查当前是否有未完成或已取消的任务，避免不必要的资源消耗。

3. **使用并发容器**：使用线程安全的并发容器（如ConcurrentLinkedQueue、CopyOnWriteArrayList等）存储任务，可以自动实现多线程环境下的数据一致性。

通过以上策略的组合应用，可以有效解决Java多线程并发控制的问题。