Java多线程饥饿与公平介绍及代码示例

概述

在并发编程中，线程的调度策略决定了线程的运行顺序和优先级。Java多线程中存在两种调度策略，即公平调度和非公平调度，而线程饥饿则是非公平调度中的一种现象。

公平调度指的是按照线程的申请顺序进行调度，使得线程在等待时间相等的情况下，能够按照一定的顺序得到执行。而非公平调度不保证线程的执行顺序，可能会导致某些线程无法得到执行的情况，进而导致线程饥饿。

线程饥饿是指在非公平调度中，某些线程始终得不到执行的情况。通常情况下，线程饥饿是由于线程的优先级过低，导致线程无法得到执行的机会。

公平调度的代码示例

以下代码是通过使用ReentrantLock进行线程锁控制，来实现公平调度的示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class FairLockExample {
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                lock.lock();
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取锁");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            });
            thread.setName("线程 " + (i + 1));
            thread.start();
        }
    }
}

在上述代码中，创建了5个线程，并使用ReentrantLock(true)来创建一把公平锁，即按照线程的申请顺序进行处理。最终输出的结果如下：

线程 1 获取锁
线程 2 获取锁
线程 3 获取锁
线程 4 获取锁
线程 5 获取锁

由此可以看出，按照线程的申请顺序进行调度，确保了所有的线程都能够得到执行。

非公平调度的代码示例

以下代码是通过使用ReentrantLock进行线程锁控制，来实现非公平调度的示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class UnfairLockExample {
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false);

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                lock.lock();
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取锁");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            });
            thread.setName("线程 " + (i + 1));
            thread.start();
        }
    }
}

在上述代码中，创建了5个线程，并使用ReentrantLock(false)来创建一把非公平锁，即不保证线程的申请顺序进行处理。最终输出的结果如下：

线程 1 获取锁
线程 4 获取锁
线程 3 获取锁
线程 5 获取锁
线程 2 获取锁

由此可以看出，在非公平调度中，线程的执行顺序是随机的，可能会导致某些线程无法得到执行，进而导致线程饥饿。

结论

在实际开发中，应根据业务需求来选择合适的调度策略。如果需要保证线程的公平性，建议使用公平调度机制；如果业务对线程的顺序没有严格要求，可以选择非公平调度机制。

在使用非公平调度机制时，需要注意线程饥饿的问题，可以采取设置较高的线程优先级等方式来减少线程饥饿的发生。同时，在实际开发中，还可以使用其他的调度策略来避免线程饥饿的问题，例如可重入锁、信号量、读写锁等。