Java多线程同步挑战:死锁、饥饿等问题示例

原创 痛定思痛。 2024-12-13 19:51 81阅读 0赞

在Java多线程编程中,死锁、饥饿等问题是常见的同步挑战。下面我们将通过实例来详细解释这些问题。

  1. 死锁
    死锁是指两个或多个并发进程,在执行过程中因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力干涉无法继续执行。

示例代码(模拟银行存款场景):

  1. public class BankAccount {
  2. private int id;
  3. private Thread thread;
  4. // ...其他方法...
  5. public void deposit(int amount) {
  6. synchronized (this) { // 线程锁
  7. if (amount > 0) {
  8. this.amount += amount;
  9. notifyAll(); // 银行通知存款完成,等待的线程将被唤醒
  10. }
  11. }
  12. }
  13. // ...其他方法...
  14. }

在这个例子中,银行账户的存款操作是一个同步块。如果两个账户同时尝试在对方账户存款(导致资源竞争),可能会发生死锁。

  1. 饥饿
    饿饿是指一个线程永远无法获得CPU执行的机会,这种情况通常出现在多个线程争抢同一有限资源(如内存)的情况下。

示例代码(多线程打印循环):

  1. public class PrintRace {
  2. private int count;
  3. public void start() {
  4. Thread thread = new Thread(() -> {
  5. while (count > 0) {
  6. System.out.print("Thread " + count-- + ": ");
  7. try {
  8. // 模拟耗时操作,以实现线程交替执行
  9. Thread.sleep(1000); // 1秒的延时
  10. } catch (InterruptedException e) {
  11. e.printStackTrace();
  12. }
  13. }
  14. }));
  15. thread.start(); // 启动打印循环
  16. }
  17. public void stop() {
  18. count = 0; // 关闭线程计数器,不再创建新的线程
  19. }
  20. }

在这个例子中,如果start()方法直接调用,可能会出现饥饿问题。因为只有主线程在执行打印操作,其他线程(如打印循环生成的新线程)将无法获得CPU执行的机会。要解决这个问题,可以采用多线程同步机制,如信号量、条件变量等,以确保所有线程都能公平地获取CPU执行机会。

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