实例演示：Java多线程编程的同步问题

原创深碍√TFBOYSˉ_ 2024-12-13 23:24 15阅读 0赞

在Java中，多线程编程中的同步问题是由于共享资源的存在，当多个线程同时访问这些资源时，可能会引发竞态条件、死锁等问题。

这里以简单的生产者消费者模型为例，演示同步问题：

```java
// 定义共享资源
class Buffer {
    int[] list = new int[10];
    boolean empty = true;
    
    // 添加元素到列表尾部
    void add(int num) {
        if (empty) {
            list[0] = num;
            empty = false;
            notifyAll(); // 通知所有等待的线程
        } else {
            list[empty--] = num;
        }
    }

// 获取并移除列表头部元素
    int remove() {
        if (!empty) {
            throw new IllegalStateException("Buffer is empty");
        }
        
        int num = list[0];
        list[0] = 0; // 清空位置
        empty = true;
        
        notifyAll(); // 通知所有等待的线程
        return num;
    }
}

// 生产者线程
class ProducerThread implements Runnable {
    private Buffer buffer;

public ProducerThread(Buffer buffer) {
        this.buffer = buffer;
    }

@Override
    public void run() {
        while (true) { // 模拟生产过程
            buffer.add(10 + Math.random()));
            try {
                Thread.sleep(50); // 暂停50毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

// 消费者线程
class ConsumerThread implements Runnable {
    private Buffer buffer;

public ConsumerThread(Buffer buffer) {
        this.buffer = buffer;
    }

@Override
    public void run() {
        while (true) { // 模拟消费过程
            int num = buffer.remove(); // 获取并移除列表头部元素
            if (num != 10 + Math.random()) {
                System.out.println("Error: Consumed number does not match expected");
            } else {
                System.out.println("Consumed number: " + num);
            }
            
            try {
                Thread.sleep(50); // 暂停50毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

// 主程序
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Buffer buffer = new Buffer();

// 创建生产者和消费者线程
        Thread producerThread = new Thread(new ProducerThread(buffer)));
        Thread consumerThread = new Thread(new ConsumerThread(buffer)));

// 启动线程
        producerThread.start();
        consumerThread.start();

// 等待所有线程执行完毕
        try {
            producerThread.join();
            consumerThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
```

这个程序中，`Buffer`类代表一个共享资源。生产者和消费者线程同时访问并修改这个资源。

当多个线程尝试同时对同一个资源进行操作时，就可能出现同步问题，例如数据不一致、死锁等。