面试题：Java多线程环境下的线程安全问题及解决方案

Question

在Java多线程编程中，线程安全是一个重要问题。假设你正在开发一个多线程访问的共享资源模块，如银行账户类，账户余额是共享资源，可能会有多线程同时进行存款和取款操作。请描述可能出现的线程安全问题，并给出至少两种解决该问题的方案及相应代码示例。

Answer 1

可能出现的线程安全问题

1. 数据不一致：多个线程同时对账户余额进行操作，比如一个线程在读取余额后，另一个线程已经修改了余额，导致第一个线程基于旧的余额进行操作，最终造成数据不一致。例如，两个线程同时读取余额为100，一个线程取款50，另一个线程也取款50，若没有同步机制，最终余额可能是50而不是0。

解决方案及代码示例

1. 使用synchronized关键字

public class BankAccount {
    private double balance;

    public BankAccount(double initialBalance) {
        this.balance = initialBalance;
    }

    public synchronized void deposit(double amount) {
        balance += amount;
    }

    public synchronized void withdraw(double amount) {
        if (balance >= amount) {
            balance -= amount;
        }
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

2. 使用ReentrantLock

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class BankAccountWithLock {
    private double balance;
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public BankAccountWithLock(double initialBalance) {
        this.balance = initialBalance;
    }

    public void deposit(double amount) {
        lock.lock();
        try {
            balance += amount;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void withdraw(double amount) {
        lock.lock();
        try {
            if (balance >= amount) {
                balance -= amount;
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}