Java多线程赛跑程序移除System.out.println后逻辑异常排查

架构老林

2026-9-1

问题根因

你的代码存在4个核心并发错误，删掉System.out.println后逻辑错乱只是刚好戳破了之前的假正常现象：

锁完全不生效：ThreadThings里的lock是实例变量，每个选手线程都持有自己独立的锁对象，加锁操作只锁当前线程自己，根本没法和其他线程形成互斥。Main方法里定义的锁和子线程任务完全无关，主线程加锁解锁对子线程执行没有任何影响，属于无效代码。
共享变量无可见性保证：静态标记winner是所有线程共享的状态，但你既没有用volatile修饰，也没有在有效锁的保护下读写，一个线程修改winner=true之后，其他线程可能一直从自己的工作缓存里读到旧的false值。之所以留着println的时候看起来正常，是因为System.out.println底层实现自带synchronized同步，调用时会触发内存屏障强制刷新线程缓存，歪打正着保证了变量可见性，删掉之后这个偶然的保障消失，并发问题直接暴露。
锁的粒度完全错误：你把整段跑步逻辑都包在锁里，就算锁是有效的，也会变成一个线程拿锁之后直接跑完100米全程才释放锁，其他线程全程等着，完全是串行执行，根本不是多线程赛跑的效果。
无效的同步修饰：你给run方法加的synchronized关键字锁的是当前ThreadThings实例，和你定义的实例锁一样，没法跨实例同步多个线程，没有任何实际作用。

修正实现

修正逻辑遵循三个原则：所有线程共用同一把锁、只在判断/更新冠军状态的临界区加锁、锁释放必须放在finally块避免死锁，同时给共享状态加可见性保证。
修正后的ThreadThings类：

package com.company;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ThreadThings implements Runnable {
    // 全局共享锁，所有参赛线程共用
    private static final Lock RACE_LOCK = new ReentrantLock();
    // 全局冠军标记，volatile保证多线程间的修改可见
    private static volatile boolean hasWinner = false;

    private final String runnerName;
    private int position = 0;

    public ThreadThings(String runnerName) {
        this.runnerName = runnerName;
    }

    @Override
    public void run() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            position = i;
            // 模拟跑步耗时，可替换为随机休眠模拟真实速度差异
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                return;
            }

            // 冲线时进入临界区判定冠军
            if (position == 100) {
                RACE_LOCK.lock();
                try {
                    if (!hasWinner) {
                        hasWinner = true;
                        System.out.println(runnerName + " wins");
                        System.out.println("Congrats " + runnerName + " you are the winner");
                    }
                } finally {
                    RACE_LOCK.unlock();
                }
            }
        }
        long totalTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        System.out.println(runnerName + " finished, total time: " + totalTime + "ms");
    }
}

修正后的Main类，删掉无效的锁逻辑：

package com.company;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new ThreadThings("Abby")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Brandon")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Casey")).start();
        new Thread(new ThreadThings("David")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Eddie")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Frank")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Gabby")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Hannah")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Indie")).start();
        new Thread(new ThreadThings("Jasmine")).start();
    }
}

补充说明：原代码里的耗时单位标注错误，System.currentTimeMillis()返回的时间戳单位是毫秒，不是分钟。如果要模拟更真实的赛跑效果，可以把固定10ms的休眠替换为Thread.sleep((long)(Math.random() * 20))，让每个选手的每米耗时随机。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rhion Kendall