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idea debug功能演示线程安全问题

news 来源：原创 2025/5/11 0:25:44

概述

用idea debug功能演示上一篇博客中提到的

本实现中的出队、入队的实现逻辑会不会有线程安全问题？如果有，怎么解决？

测试用例

package com.lovehena.datastructure.test;

import com.lovehena.datastructure.ArrayQueue;

/*
* 测试 offer() poll()方法的线程安全问题
* */
public class TestArrayQueue2 {
    /**
     *  测试 offer() 方法的线程安全问题
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);

        /**
         *  预期是 线程1将1入队 线程2将2入队
         *  但由于可能发生指令交错 导致线程安全问题 则可能的结果是 队列中只有2 或者 只有1
         *  用idea debug功能模拟
         */
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            queue.offer(1);
        }, "t1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            queue.offer(2);
        }, "t2");

        t1.start();
        t2.start();

        // 等待t1、t2线程执行完毕
        t1.join();
        t2.join();

        // 打印得到的queue
        queue.print();
    }
}

演示

文字不好叙述，录制了一个视频。

测试用例输出

元素2将元素1覆盖的情形

元素1将元素2覆盖的情形

解决线程安全问题

常见思路就是加锁。
我这个不涉及集群部署，所以用synchronized、lock（java.util.concurrent.locks.Lock）实现即可。
代码示例

	// 多个线程往同一队列中入队元素时，确保锁是同一个。
	// 一般将锁对象设置为队列的一个成员变量
	private ReentrantLock lock=new ReentrantLock(); // 控制offer的锁

	public boolean offer(int value) {
        lock.lock(); // 加锁成功后 以下代码才会被执行
        try {
            if (tail == capacity) { //队列放满了
                log.info("元素 {} 入队失败 因为队列放满了", value);
                return false;
            }
            arr[tail] = value;
            tail++;
        }finally {
            lock.unlock(); // 一定要记得手动释放锁 否则导致其他线程无法获取到锁 进而无法入队元素
        }
        return true;
    }