这个函数是原子的吗？答案

【问题标题】：Is this function atomic?这个函数是原子的吗？
【发布时间】：2015-03-17 08:56:50
【问题描述】：

我有一个用例，我需要向底层数据结构添加值并且需要维护顺序。我使用ConcurrentLinkedQueue 作为底层数据结构。以下是函数

public void put(V value) {
   concurrentLinkedQueue.add(value); 
}

这个语句是原子的吗，如果两个线程试图放入值，线程 A 首先（值 V1）和线程 B 第二个（值 V2），是否有可能首先添加 V2，然后再添加 V1。

【问题讨论】：

如果您能准确定义多线程环境意义上的first这个词的含义，我们或许能够回答您的问题？
@OldCurmudgeon 首先是调用put 的第一个线程。
@user592748 - 如果他们在多线程和多核环境中恰好同时调用会怎样。
@user592748 - 然后你应该给你的更新加上时间戳以维持秩序。你永远不应该依赖一种语言的无证特性。
@avk，我可以说，这不是一个过程，而是一个方法。实际上，我们有很多名称：例程、子例程、处理程序、过程、方法、函数、子程序、可调用单元，我不知道还有什么。我们如何称呼它取决于我们来自哪里。如果您练习函数式编程，那么您可能会为不改变任何对象状态的命名例程保留“函数”一词。如果您最熟悉任何受 Smalltalk 启发的语言，那么您永远不会说“函数”而总是说“方法”，如果您是 C 程序员，那么它们都是“函数”。

【解决方案1】：

答案是你的问题有点无意义。

如果两个线程以不同步的方式调用put，那么两者之间没有明显的区别

Thread 1     Thread 2

put          
add
             put
             add

和

Thread 1    Thread 2

put          
             put
             add
add

即使您使用synchronized 方法，除非您在两个操作之间引入适当的happens-before 关系，否则您的程序中也会出现数据竞争。

问问你自己为什么线程调用put的顺序很重要，并确保通过适当的同步捕捉到这种意图。

【讨论】：

有没有办法在没有阻塞功能的情况下保持订单？您能否详细说明引入适当的发生前关系
事情是这样的：假设线程 1 被触发调用 put，然后很快线程 2 被触发调用 put。但出于纯粹的运气不好，OS/JVM 碰巧调度线程 2 而不是线程 1。这导致线程 2 在线程 1 之前到达 add。现在，你能做些什么呢？正式来说，不多！我能想到的唯一解决方案是尝试使其成为单线程（例如，您可能会使用 nio 包中的选择器）或为您的值添加时间戳，以便它们可以被订购。
问问自己，如果线程 1 在线程 2 之前一纳秒被触发，应该会发生什么？如果您以相反的顺序记录事件，这甚至是“您的错”吗？有没有人可以肯定地告诉你，“嘿，我以相反的顺序向你发送了这两个值！”？如果有人真的可以，他们是如何知道的？消息中是否有固有的时间戳？如果是这样，也请充分利用这一点！ :-)

【解决方案2】：

背景：ConcurrentLinkedQueue 在实现中是线程安全的。而且是先进先出。所以它将保持插入顺序。

您的问题的答案：

这个语句是原子的吗

是的

是否有可能先添加V2，然后添加V1

是的

如果您希望线程 A 在线程 B 之前插入值，那么您需要实现例程来显式处理插入顺序。 ConcurrentLinkedQueue 中添加操作的原子性与此无关。这完全取决于哪个线程首先调用 add() 方法。

如果您想保持秩序（即 - FIFO），多线程可能不是您的答案。请问为什么需要多线程执行？我可以想到几种情况，您需要使用 FIFO 顺序进行多线程处理。仅仅因为您试图并行处理有序数据，而不能保证以相同的顺序完成处理。

如果碰巧绝对需要用户并行处理，您可以使用如下流行的线程配置：

您可以拥有一个 Manager-worker 系统，在该系统中，经理线程获取作业，并将其委托给工作线程池，该线程池将根据作业数据结构中的某些属性（即- 时间戳、序列号）。

您可以有一个委托线程来获取作业，并将其委托给一个工作线程池，该线程将执行处理并将结果提交给另一个线程，该线程将根据作业中的某些属性执行重新排序数据结构（即时间戳、序列号）。

在管理器或输出排序器线程中，您可能必须维护数据缓冲区，这些缓冲区将在排序之前保存数据以进行调度。

如您所见，这样的实现可能非常复杂。所以你必须问自己，'你真的需要并行处理数据吗？'。

【讨论】：