Java线程冲突问题--不安全的线程例子

Java线程安全问题

在平时编程中,我们会经常用到多线程,尤其是android中,但多线程也特别容易带来问题,比如线程冲突、死锁等问题,为了加深理解,我们先来回顾一下线程冲突问题。

线程冲突

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public class UserStat {
int userCount;
public int getUserCount() {
return userCount;
}
public void increment() {
userCount++;
}
public void decrement() {
userCount--;
}
}

假设当一个线程正在递增userCount变量时,另一个线程则试图通过调用getUserCount来读取该变量的值,这时会发生什么情况呢?请记住,userCount++语句实际上是由3个连续的步骤组成的:

  • 读取userCount的值,并将它保存在某个临时储存装置中
  • 递增这个值
  • 降递增的值写回到userCount

假设有一个线程负责读取和递增userCount的值。在它有机会存储递增的值之前,另一个线程会读取它,并且得到的是旧值。当第二个线程最终得到机会写入userCount时,它会替换掉第一个线程的递增值。两个非原子的操作在不同的线程中运行,却操作同一个数据,其中的交叉就称作线程冲突。

不安全的线程例子

下面我们从一个不安全的例子开始,分析一下线程冲突。

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public class UnSafeThreadDemo {

public UnSafeThreadDemo() {

}
/**
* @author xuyan
*/

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final UserStat us = new UnSafeThreadDemo().new UserStat();
Thread th1 = new Thread("th1") {
@Override
public void run() {
System.out.println(us.getUserCount() + " " + super.getName());
}
};
Thread th2 = new Thread("th2") {
@Override
public void run() {
System.out.println(us.getUserCount() + " " + super.getName());
}
};
th1.start();
// Thread.sleep(100);
th2.start();
}

class UserStat {
int userCount;
public int getUserCount() {
return userCount++;
}
}
}
  • 如果不执行Thread.sleep(1000);
  • 偶尔结果为:
  • 0 th2
  • 0 th1
  • 如果执行Thread.sleep(1000);
  • 结果为:
  • 0 th1
  • 1 th2

对于这样的多线程冲突问题,我们采用一种常规的解决方法,就是同步机制。让我们对操作加synchronized关键字:

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class UserStat {
int userCount;

public synchronized int getUserCount() {
return userCount++;
}
}

注:synchronized 方法控制对类成员变量的访问: 每个类实例对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行,否则所属 线程阻塞 ,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可 执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized)。