在java多線程的教程中，給出了一個(gè)Memory Consistency Errors的例子。但我無法重現(xiàn)它。還有其他方法可以模擬內(nèi)存一致性錯(cuò)誤嗎？教程中提供的示例：假設(shè)定義并初始化了一個(gè)簡單的 int 字段：int?counter?=?0;計(jì)數(shù)器字段在兩個(gè)線程 A 和 B 之間共享。假設(shè)線程 A 遞增計(jì)數(shù)器：counter++;然后，不久之后，線程 B 打印出計(jì)數(shù)器：System.out.println(counter);如果這兩個(gè)語句在同一個(gè)線程中執(zhí)行，則可以安全地假設(shè)打印出的值是“1”。但是，如果這兩個(gè)語句在不同的線程中執(zhí)行，則打印出的值很可能是“0”，因?yàn)椴荒鼙ＷC線程 A 對(duì)計(jì)數(shù)器的更改對(duì)線程 B 可見——除非程序員在兩者之間建立了 happens-before 關(guān)系這兩個(gè)聲明。
5 回答
慕村225694
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鑒于這段代碼：
public class Test {
? ? volatile static private int a;
? ? static private int b;
? ? public static void main(String [] args) throws Exception {
? ? ? ? for (int i = 0; i < 100; i++) {
? ? ? ? ? ? new Thread() {
? ? ? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? int tt = b; // makes the jvm cache the value of b
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? while (a==0) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (b == 0) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("error");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }.start();
? ? ? ? }
? ? ? ? b = 1;
? ? ? ? a = 1;
? ? }
}
的易變存儲(chǔ)a發(fā)生在 的正常存儲(chǔ)之后b。因此，當(dāng)線程運(yùn)行并看到時(shí)a != 0，由于 JMM 中定義的規(guī)則，我們必須看到b == 1。
JRE 中的 bug 允許線程進(jìn)入生產(chǎn)error線并隨后得到解決。如果您沒有a定義為，這肯定會(huì)失敗volatile。
牧羊人nacy
TA貢獻(xiàn)1862條經(jīng)驗(yàn) 獲得超7個(gè)贊
這可能會(huì)重現(xiàn)問題，至少在我的電腦上，我可以在一些循環(huán)后重現(xiàn)它。
假設(shè)你有一個(gè)
Counter類：class Holder { boolean flag = false; long modifyTime = Long.MAX_VALUE; }設(shè)為
thread_A，flag將true時(shí)間存入modifyTime。讓另一個(gè)線程，比方說
thread_B，閱讀Counter的flag。如果晚于thread_B仍然get even ，那么我們可以說我們已經(jīng)重現(xiàn)了問題。falsemodifyTime
示例代碼
class Holder {
boolean flag = false;
long modifyTime = Long.MAX_VALUE;
}
public class App {
public static void main(String[] args) {
while (!test());
}
private static boolean test() {
final Holder holder = new Holder();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(10);
holder.flag = true;
holder.modifyTime = System.currentTimeMillis();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
long lastCheckStartTime = 0L;
long lastCheckFailTime = 0L;
while (true) {
lastCheckStartTime = System.currentTimeMillis();
if (holder.flag) {
break;
} else {
lastCheckFailTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(lastCheckFailTime);
}
}
if (lastCheckFailTime > holder.modifyTime
&& lastCheckStartTime > holder.modifyTime) {
System.out.println("last check fail time " + lastCheckFailTime);
System.out.println("modify time " + holder.modifyTime);
return true;
} else {
return false;
}
}
}
結(jié)果
last check time 1565285999497
modify time 1565285999494
這意味著從提交的時(shí)間thread_B獲取，甚至將其設(shè)置為時(shí)間（早 3 毫秒）。falseCounterflag1565285999497thread_Atrue1565285999494
慕碼人2483693
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使用的示例太糟糕，無法證明內(nèi)存一致性問題。讓它工作將需要脆弱的推理和復(fù)雜的編碼。然而，您可能無法看到結(jié)果。多線程問題是由于時(shí)機(jī)不巧而發(fā)生的。如果有人想增加觀察問題的機(jī)會(huì)，我們需要增加不幸時(shí)機(jī)的機(jī)會(huì)。以下程序?qū)崿F(xiàn)了它。
public class ConsistencyIssue {
static int counter = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread1 = new Thread(new Increment(), "Thread-1");
Thread thread2 = new Thread(new Increment(), "Thread-2");
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
System.out.println(counter);
}
private static class Increment implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 1; i <= 10000; i++)
counter++;
}
}
}
執(zhí)行1輸出：10963，執(zhí)行2輸出：14552
最終計(jì)數(shù)應(yīng)該是 20000，但它比那個(gè)少。原因是count++是多步操作，1.讀count 2.increment count 3.store it
兩個(gè)線程可能會(huì)同時(shí)讀取計(jì)數(shù) 1，將其遞增到 2。然后寫出 2。但如果它是串行執(zhí)行，則應(yīng)該是 1++ -> 2++ -> 3。
我們需要一種方法使所有 3 個(gè)步驟成為原子。即一次只能由一個(gè)線程執(zhí)行。
解決方案 1：Synchronized 用 Synchronized 包圍增量。由于計(jì)數(shù)器是靜態(tài)變量，您需要使用類級(jí)同步
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10000; i++)
synchronized (ConsistencyIssue.class) {
counter++;
}
}
現(xiàn)在輸出：20000
解決方案 2：AtomicInteger
public class ConsistencyIssue {
static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread1 = new Thread(new Increment(), "Thread-1");
Thread thread2 = new Thread(new Increment(), "Thread-2");
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
System.out.println(counter.get());
}
private static class Increment implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10000; i++)
counter.incrementAndGet();
}
}
}
我們可以使用信號(hào)量，也可以使用顯式鎖定。但是對(duì)于這個(gè)簡單的代碼，AtomicInteger 就足夠了
躍然一笑
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請(qǐng)?jiān)倏纯茨愕脑创a中是如何介紹這個(gè)例子的。
避免內(nèi)存一致性錯(cuò)誤的關(guān)鍵是理解 happens-before 關(guān)系。這種關(guān)系只是保證一個(gè)特定語句對(duì)內(nèi)存的寫入對(duì)另一個(gè)特定語句可見。要看到這一點(diǎn)，請(qǐng)考慮以下示例。
這個(gè)例子說明了多線程不是確定性的，因?yàn)槟悴荒鼙ＷC不同線程操作的執(zhí)行順序，這可能會(huì)導(dǎo)致多次運(yùn)行的不同觀察結(jié)果。但是并不能說明內(nèi)存一致性錯(cuò)誤！
要了解什么是內(nèi)存一致性錯(cuò)誤，您需要首先了解內(nèi)存一致性。Lamport 在 1979 年引入了最簡單的內(nèi)存一致性模型。這是原始定義。
任何執(zhí)行的結(jié)果都是一樣的，就好像所有進(jìn)程的操作都按某種順序執(zhí)行，并且每個(gè)進(jìn)程的操作都按照其程序指定的順序出現(xiàn)在這個(gè)序列中
現(xiàn)在，考慮這個(gè)示例多線程程序，請(qǐng)看一下最近一篇關(guān)于順序一致性的研究論文中的這張圖片。它說明了真正的內(nèi)存一致性錯(cuò)誤可能是什么樣子。
要最終回答您的問題，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：
內(nèi)存一致性錯(cuò)誤始終取決于底層內(nèi)存模型（特定的編程語言可能允許更多行為以進(jìn)行優(yōu)化）。什么是最好的內(nèi)存模型仍然是一個(gè)懸而未決的研究問題。
上面給出的例子給出了一個(gè)違反順序一致性的例子，但是不能保證你可以用你喜歡的編程語言觀察到它，原因有兩個(gè)：它取決于編程語言精確的內(nèi)存模型，并且由于不確定性，你沒有強(qiáng)制執(zhí)行特定錯(cuò)誤執(zhí)行的方法。
qq_笑_17
TA貢獻(xiàn)1818條經(jīng)驗(yàn) 獲得超7個(gè)贊
有時(shí)當(dāng)我試圖重現(xiàn)一些真正的并發(fā)問題時(shí)，我會(huì)使用調(diào)試器。在 print 上創(chuàng)建一個(gè)斷點(diǎn)，在 increment 上創(chuàng)建一個(gè)斷點(diǎn)并運(yùn)行整個(gè)過程。釋放不同順序的斷點(diǎn)會(huì)得到不同的結(jié)果。
也許很簡單，但它對(duì)我有用。
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