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Java 多线程加减交替运算为何结果与预期不符？
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java 多线程实现加减交替运算 结果与预期不符
在给出的 java 代码中，作者使用多线程尝试实现加减交替运算，但运行时出现结果与预期不符的问题。代码如下：
class resource { // 定义一个操作的资源 private int num = 0; // 定义要进行加减操作的数据 private boolean flag = true; // flag = true 表示可以进行加法操作,无法进行减法操作 // flag = false 表示可以进行减法操作,无法进行加法操作 public synchronized void add() throws interruptedexception { // 现在需要执行的是减法操作,加法操作需要等待 if (!this.flag) { super.wait(); } thread.sleep(100); this.num++; system.out.println("[加法操作-" + thread.currentthread().getname() + "]num = " + this.num+ " " + this.flag); this.flag = false; super.notifyall(); } public synchronized void sub() throws interruptedexception { // 现在进行的是减法操作,加法操作需要等待 if (this.flag) { super.wait(); } thread.sleep(200); this.num--; system.out.println("[减法操作-" + thread.currentthread().getname() + "]num = " + this.num + " " + this.flag); this.flag = true; super.notifyall(); } } class addthread implements runnable { private resource resource; public addthread(resource resource) { this.resource = resource; } @override public void run() { for (int i = 0; i < 50; i++) { try { this.resource.add(); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } class subthread implements runnable { private resource resource; public subthread(resource resource) { this.resource = resource; } @override public void run() { for (int i = 0; i < 50; i++) { try { this.resource.sub(); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } public class mycalculation { public static void main(string[] args) { resource resource = new resource(); addthread addthread = new addthread(resource); subthread subthread = new subthread(resource); new thread(addthread, "加法线程a").start(); new thread(addthread, "加法线程b").start(); new thread(subthread, "减法线程a").start(); new thread(subthread, "减法线程b").start(); } }问题在于，多个线程同时进入 add 或 sub 方法后，可能会出现竞争条件。例如，当 sub 线程进入方法后，如果 flag 为 true，线程将进入 wait() 状态。此时，add 线程可以成功进入方法，将 num 加 1。然后，add 线程将 flag 设置为 false，并唤醒所有等待的线程。但此时，sub 线程仍处于 wait 状态，无法继续执行。当 sub 线程被唤醒后，它将继续执行，并可能将 num 减 1。这样，最终结果可能与预期不符，导致 num 出现负值。
为了解决这个问题，java 中提供了 wait(long) 和 notifyall(long) 方法，可以指定等待时间。通过设置等待时间，可以防止线程处于 wait 状态过久，从而避免出现竞争条件。
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修改后的代码如下：
public synchronized void add() throws interruptedexception { // 现在需要执行的是减法操作,加法操作需要等待 while (!this.flag) { super.wait(10); } thread.sleep(100); this.num++; system.out.println("[加法操作-" + thread.currentthread().getname() + "]num = " + this.num+ " " + this.flag); this.flag = false; super.notifyall(10); }public synchronized void sub() throws InterruptedException { // 现在进行的是减法操作,加法操作需要等待 while (this.flag) { super.wait(10); } Thread.sleep(200); this.num--; System.out.println("[减法操作-" + Thread.currentThread().getName() + "]num = " + this.num + " " + this.flag); this.flag = true; super.notifyAll(10); }