Question

我正在准备OCP考试，我在模拟考试中发现了这个问题：

假设：

class Calculator {
    private AtomicInteger i = new AtomicInteger();
    public void add(int value) {
        int oldValue = i.get();
        int newValue = oldValue + value;
        System.out.print(i.compareAndSet(oldValue,newValue));
    }
    public int getValue() {
        return i.get();
    }
}

你能做些什么来使这个类线程安全？

令人惊讶的是，对我来说，答案是： ＆＃34;类计算器是线程安全的＆＃34;

一定是我没有正确理解这个概念。据我所知，当所有方法在线程并发下按预期工作时，类是线程安全的。现在，如果两个线程同时调用getValue（），则调用add（）传递一个不同的值，然后再次调用getValue（），＆＃39; second＆＃39;线程不会看到它的价值增加了。

我理解oldValue和newValue作为局部变量存储在方法堆栈中，但这并不能防止对compareAndSet的第二次调用会发现oldValue不是当前值，因此赢得了＃39 ; t添加newValue。

我在这里缺少什么？

Answer 1

根据JCIP

如果一个类在从多个线程访问时行为正确，则无论调度如何，该类都是线程安全的     由运行时环境交错执行这些线程，没有额外的同步或     调用代码的其他协调。

虽然没有线程安全的定义，也没有类的规范，但在我看来，add类中Calculator方法的任何理智定义都是“正确的”在任何情况下，AtomicInteger i的值都会增加，“无论执行的调度或交错如何”。

因此，在我看来，这个定义的类不是线程安全的。

Answer 2

这里的术语“线程安全”显然存在问题，因为它不是绝对的。什么被认为是线程安全取决于您期望程序做什么。在大多数实际应用程序中，您不会认为此代码是线程安全的。

然而，JLS正式指定了一个不同的概念：

程序正确同步当且仅当所有顺序执行时   一致的执行没有数据竞争。

如果一个程序正确同步，那么所有的执行都是   程序似乎是顺序一致的

正确同步是一个精确定义的客观条件，根据该定义，代码正确同步，因为every access to i is in a happens-before relationship with every other access，这足以满足标准。

读/写的确切顺序取决于不可预测的时序这一事实是一个不同的问题，在正确同步的范围之外（但在大多数人称之为线程安全的范围内）。

Answer 3

add方法将执行以下两项操作之一：

将value添加到i的值，然后打印true。
不执行任何操作并打印false。

我所看到的线程安全的理论上声音¹的定义是这样的：

给定一组要求，如果程序在多线程环境中针对所有可能执行的要求更正，那么程序就这些要求而言是的。

在这种情况下，我们没有明确的要求声明，但如果我们推断预期的行为如上所述，那么该类就线程安全而言相对于推断要求。

现在，如果要求add 总是将value添加到i，则该实施不符合要求。在这种情况下，您可以认为该方法不是线程安全的。（在单线程用例add中始终有效，但在多线程用例中，add方法偶尔可能无法满足要求...因此将是非线程安全的。）

^{1 - 相比之下，维基百科的描述（见于2016-01-17）是这样的：＆＃34;如果一段代码只操纵一个代码中的共享数据结构，它就是线程安全的。保证多个线程同时安全执行的方式。＆＃34; 问题在于它没有说出什么＆＃34;安全执行＆＃34;手段。 Eric Lippert的2009年博文"What is this thing you call thread-safe＆＃34;是非常恰当的。}

Answer 4

它是线程安全的，因为compareAndSet是线程安全的，而且它是修改对象中共享资源的唯一部分。

有多少线程同时进入该方法体并没有什么区别。第一个到达结尾并调用compareAndSet“wins”并获取更改值，而其他人发现值已更改，并且compareAndSet返回false。它永远不会导致系统处于不确定状态，尽管调用者可能不得不在任何实际场景中处理错误结果。

为什么这段代码线程安全？

4 个答案: