在同一程序中运行多个线程本身不会导致问题,问题在于多个线程访问了相同的资源。如,同 —内存区(变量,数组,或对象)、系统(数据库,web services等)或文件。实际上,这 些问题只有在一或多个线程向这些资源做了写操作时才有可能发生,只要资源没有发生变化, 多个线程读取相同的资源就是安全的。
多线程同时执行下面的代码可能会出错:
public class Counter {
protected long count = 0;
public void add(long value){
this.count = this.count + value;
}
想象下线程A和B同时执行同一个Counter对象的add()方法,我们无法知道操作系统何 时会在两个线程之间切换。JVM并不是将这段代码视为单条指令来执行的,而是按照下面的顺 序:
从内存获取this.count的值放到寄存器
将寄存器中的值增加value
将寄存器中的值写回内存
观察线程A和B交错执行会发生什么:
this.count = 0;
A:读取this.count到一个寄存器(0)
B:读取this.count到一个寄存器(0)
B:将寄存器的值加2
B:回写寄存器值(2)到内存.this.count现在等于2
A:将寄存器的值加3
A:回写寄存器值(3)到内存.this.count现在等于3
两个线程分别加了 2和3到count变量上,两个线程执行结束后count变量的值应该等于 5。然而由于两个线程是交叉执行的,两个线程从内存中读出的初始值都是0。然后各自加了 2 和3,并分别写回内存。最终的值并不是期望的5,而是最后写回内存的那个线程的值,上面 例子中最后写回内存的是线程A,但实际中也可能是线程B。如果没有采用合适的同步机制, 线程间的交叉执行情况就无法预料。
竞争条件(race condition)
当两个线程竞争同一资源时,如果对资源的访问顺序敏感,就称存在竞态条件。
临界区(critical area)
导致竞态条件发生的代码区称作临界区。
上例中add()方法就是一个临界区,它会产生竞态条件。在临界区中使用适当的同步就可以避 免竞态条件。
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