两个线程引用一个变量

Question

我正在运行以下课程。

public class RunThreads implements Runnable {
    static int  i;
    public static void main(String[] args) {
        RunThreads job = new RunThreads();
        Thread alpha = new Thread(job);
        Thread beta = new Thread(job);
        alpha.setName("Alpha");
        beta.setName("beta");
        alpha.start();
        beta.start();
    }
    public void run(){
        for(;i<10;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i);
        }
    }
}

我的输出是：

beta0
beta1
Alpha0
beta2
beta4
beta5
beta6
Alpha3
Alpha8
beta7
Alpha9

我知道每次执行它都会得到不同的输出。我的问题是，对于alpha 和beta 线程，即Alpha0 和beta0，为什么输出的i 值两次为0。

i 的值已被beta 线程增加到1。那么，alpha 线程如何打印出Alpha0

我可能在这里遗漏了一些非常明显的东西。谢谢！

Answer 1

当您访问没有同步等的共享数据时，事情会很可怕：

• 无法保证读取 i 的 Alpha 线程会看到来自 beta 线程的“最新”更新，反之亦然

• 两个线程可以大致同时启动i++...而i++ 基本上是：

  int tmp = i;
  tmp++;
  i = tmp;
  

  你很容易“失去”增量

如果你想让这个线程安全，你应该改用AtomicInteger：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class RunThreads implements Runnable {
    static AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
    public static void main(String[] args) {
        RunThreads job = new RunThreads();
        Thread alpha = new Thread(job);
        Thread beta = new Thread(job);
        alpha.setName("Alpha");
        beta.setName("beta");
        alpha.start();
        beta.start();
    }
    public void run(){
        int local;
        while ((local = counter.getAndIncrement()) < 10) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + local);
        }
    }
}

您的输出可能仍然显示错误顺序（因为 alpha 线程可能“开始”写入“Alpha0”，而 beta 线程“开始”写入“beta1”，但 beta 线程得到首先锁定控制台输出），但您只会看到每个计数一次。请注意，您必须同时使用 getAndIncrement() 的结果进行检查和打印 - 如果您在循环主体中调用 counter.get()，由于操作的交错，您仍然可以看到重复项。

Answer 2

这里的简单答案是，无论变量是 volatile 还是 atomic 或其他什么，您的两个线程都在变量值为 0 时启动，并且仅在打印后 更改它。

这意味着两个线程都可以在其中任何一个到达i++之前到达“打印”行。

这意味着两者都极有可能打印 0，除非其中一个延迟足够长的时间以使另一个更新变量（此时出现内存模型和数据可见性的问题）。

Answer 3

“当”线程 A 进行更新时，线程 B 正在读取该值。

喜欢：

A: prints i (current value 0)
B: prints i (current value 0)
A: stores 1 to i

你不能假设这两个动作：

for(;i<10;i++){ // increasing the loop counter

和

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i);

打印循环计数器发生在“一次”中。从相反的方面来说。

两个线程并行执行相应的指令；并且绝对不能保证结果。

Answer 4

线程可能在多核架构中的不同内核上运行，并且每个内核都有自己的注册表集或本地缓存，只要您不使缓存无效，运行的内核可能无法到达 RAM 内存以达到-日期值，并将使用缓存的。为了使其按预期工作，必须将变量标记为 volatile，这将使每次写入此内存位置时的缓存无效，并直接从 RAM 中获取值。

更新： 正如在 cmets 中指出的那样 - volatile 不足以使值保持最新，i++ 上有一个读写操作。要使其工作，AtomicInteger 就足够了，或者锁定 i++ 的成本会稍微高一些。