使用 AtomicInteger 作为静态共享计数器答案

【问题标题】：Using AtomicInteger as a static shared counter使用 AtomicInteger 作为静态共享计数器
【发布时间】：2012-04-09 18:34:05
【问题描述】：

为了学习如何通过 Java 进行同步，我只是在搞一些简单的事情，比如创建线程之间共享的计数器。

我遇到的问题是我无法弄清楚如何在 100% 的时间内按顺序打印计数器。

int counterValue = this.counter.incrementAndGet();
System.out.println(this.threadName + ": " + counterValue);

上面增加AtomicInteger counter，获取新值，并将其打印到由负责该更新的线程名称标识的控制台。当incrementAndGet() 方法似乎导致JVM 在打印当前线程的更新值之前上下文切换到另一个线程进行更新时，就会出现问题。这意味着在线程返回执行状态之前，该值会递增但不会打印。查看此示例输出时，这一点很明显：

Thread 3: 4034
Thread 3: 4035
Thread 3: 4036
Thread 1: 3944
Thread 1: 4037
Thread 1: 4039
Thread 1: 4040
Thread 2: 3863
Thread 1: 4041
Thread 1: 4043

可以看到，当执行返回到线程 1 时，它会打印其值并继续更新。线程 2 也是如此。

我感觉我遗漏了一些非常明显的东西。

【问题讨论】：

标签： java multithreading synchronization

【解决方案1】：

在打印当前线程的更新值之前，incrementAndGet() 方法导致 JVM 上下文切换到另一个线程进行更新时，就会出现问题

这是在这些情况下经常发生的竞争条件。尽管AtomicInteger 计数器正在正确递增，但没有什么可以阻止Thread 2 被换出在增量发生并且之前println 被调用。

int counterValue = this.counter.incrementAndGet();
// there is nothing stopping a context switch here
System.out.println(this.threadName + ": " + counterValue);

如果您想打印“100% 的时间顺序计数器”，您将不得不在增量和 println 调用周围同步锁定。当然，如果你这样做了，那么 AtomicInteger 就被浪费了。

synchronized (counter) {
    System.out.println(this.threadName + ": " + counter.incrementAndGet());
}

如果您编辑您的问题来解释为什么您需要输出是连续的，也许有更好的解决方案没有这种竞争条件。

【讨论】：

没有什么特别的原因我想要顺序输出，除了我只是为了学习目的而弄乱不同的同步场景。我想我现在也终于理解了同步块。非常感谢。
我想@jskiles1 一样多。竞争条件可能很棘手和令人困惑。那里有很多很好的教程。这是一个看起来不错的。祝你好运。 vogella.de/articles/JavaConcurrency/article.html

【解决方案2】：

您需要为此同步整个构造：

synchronized(this) {    
   int counterValue = this.counter.incrementAndGet();
   System.out.println(this.threadName + ": " + counterValue);
}

不过，在这种情况下，您不必使用 AtomicInteger。普通的int 可以工作（counter++）。

【讨论】：

【解决方案3】：

要按顺序打印，incAndGet 和 println 必须都在临界区，一段代码只有一个线程可以进入，其他线程被阻塞。可以通过二进制信号量实现，例如 java synchronized。

你可以把事情放在头上，让一个线程增加一个计数器并打印它。其他线程可能在“临界区”中只占用一个接一个的计数器。这样会更有效率，因为关键区域应该保持较小并且最好不要 I/O。

【讨论】：