Java 子类改变父类属性并发

在Java中，子类可以通过继承父类来改变和扩展父类的属性和行为。在多线程环境下，属性的并发访问可能会引发各种问题，例如数据不一致和竞争条件。本文将探讨如何在Java中实现子类改变父类属性的机制，并通过示例代码说明同时处理并发问题。

类的设计

首先，我们定义一个简单的类结构来演示父子类关系。我们将创建一个Animal类作为父类，并且定义一个Dog类作为其子类。Animal类中包含一个表示数量的属性，Dog类可以改变这个属性。

classDiagram
    class Animal {
        -int quantity
        +getQuantity() int
        +setQuantity(int quantity)
    }
    class Dog {
        +bark()
    }
    Animal <|-- Dog

Java代码示例

下面是Animal和Dog类的实现，以及一个主方法来测试并发访问：

class Animal {
    private int quantity;

    public synchronized int getQuantity() {
        return quantity;
    }

    public synchronized void setQuantity(int quantity) {
        this.quantity = quantity;
    }
}

class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        
        // 创建多个线程来改变和访问数量
        Runnable task = () -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                animal.setQuantity(i);
                System.out.println("Quantity set to: " + animal.getQuantity());
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(task);
        Thread t2 = new Thread(task);
        
        t1.start();
        t2.start();
        
        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，我们使用synchronized关键字来确保对quantity属性的安全访问。这样可以防止多个线程同时修改quantity，导致数据不一致。

关系图

为了更好地理解Animal和Dog类之间的关系，我们可以使用ER图表示。Dog类作为Animal类的子类，继承它的属性和方法。

erDiagram
    ANIMAL {
        int quantity
    }
    DOG {
        // Dog没有独立的属性，直接从Animal继承
    }
    ANIMAL ||--o{ DOG : "is_a"

结论

在Java中，子类可以通过继承来改变和扩展父类的属性和行为，但在多线程环境下，确保数据的一致性和线程安全是非常重要的。通过使用synchronized关键字，我们可以有效地管理对共享资源的访问，避免因并发引起的数据竞争问题。

理解父子类关系及其在并发环境下的实现，是编写高效、健壮的Java应用程序的关键。在实际应用中，还可以借助其他并发工具类，如ReentrantLock和AtomicInteger等，进一步提高并发程序的性能和安全性。希望本文可以帮助您更好地理解Java中的继承和并发处理。