Question

在下面的代码中：我在2个帖子中每次更新num[1]=0次AtomicIntegerArray次1000次。

在主线程中的2个线程结束时; num[1]的值不应该是2000，因为AtomicIntegerArray中不应该存在数据争用。

然而，我得到随机值＆lt;有人可以告诉我为什么吗？

代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class AtomicIntegerArr {

    private static AtomicIntegerArray num= new AtomicIntegerArray(2);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new MyRun1());
        Thread t2 = new Thread(new MyRun2());

        num.set(0, 10);
        num.set(1, 0);

        System.out.println("In Main num before:"+num.get(1));

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("In Main num after:"+num.get(1));
    }

    static class MyRun1 implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                num.set(1,num.get(1)+1);
            }

        }
    }

    static class MyRun2 implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                num.set(1,num.get(1)+1);
            }

        }

    }

}

修改：添加num.compareAndSet(1, num.get(1), num.get(1)+1);代替num.set(1,num.get(1)+1);也不起作用。

Answer 1

这是一个经典的竞争条件。无论何时你有一个获取，一个操作和一个put，你的代码都是活泼的。

考虑两个线程，它们大致在“同一时间”执行num.set(1,num.get(1)+1)。首先，让我们分解表达式本身正在做的事情：

取出num.get(1);我们称之为x
它增加1;我们称之为y
它将该总和放在`num.set（1，y）;

尽管表达式中的中间值只是堆栈上的值，而不是显式变量，但操作是相同的：get，add，put。

好的，回到我们的两个主题。如果按此命令操作怎么办？

inital state: n[1] = 5
Thread A      | Thread B
========================
x = n[1] = 5  |
              | x = n[1] = 5
              | y = 5 + 1 = 6
y = 5 + 1 = 6 | 
n[1] = 6      |
              | n[1] = 6

由于两个线程在任一线程添加其值之前获取该值，因此它们都执行相同的操作。你有5 + 1两次，结果是6，而不是7！

你想要的是getAndIncrement(int idx)，或者是以原子方式获取，添加和放置的类似方法之一。

这些方法实际上都可以建立在您识别的compareAndSet方法之上。但要做到这一点，你需要在循环中进行增量，尝试直到compareAndSet返回true。此外，为了使其工作，您将初始num.get(1)值存储在局部变量中，而不是第二次获取它。实际上，这个循环说“继续尝试get-add-put逻辑，直到它工作，没有其他人在操作之间进行竞争。”在上面的例子中，线程B会注意到compareAndSet(1, 5, 6)失败（因为那时的实际值是6，而不是预期的5），因此重试。事实上，所有这些原子方法，如getAndIncrement，都是如此。

Answer 2

我得到随机值＆lt;有人可以告诉我为什么吗？

这称为the lost-update problem。

因为，在以下代码中：

num.set(1, num.get(1) + 1);

虽然涉及的每个单独操作都是原子操作，但组合操作不是。来自两个线程的单个操作可以交错，导致一个线程的更新被另一个线程覆盖为陈旧值。

您可以使用compareAndSet来解决此问题，但您必须检查操作是否成功，并在失败时再次执行。

int v;
do {
    v = num.get(1);
} while (!num.compareAndSet(1, v, v+1));

还有一种方法可以实现这个目的：

num.accumulateAndGet(1, 1, (x, d)->x+d);

accumulateAndGet（int i，int x，IntBinaryOperator accumulatorFunction）

以索引i的形式原子更新元素，并将给定函数应用于当前值和给定值，并返回更新后的值。该函数应该是无副作用的，因为当尝试的更新由于线程之间的争用而失败时，它可能会被重新应用。该函数应用索引i的当前值作为其第一个参数，并将给定的更新作为第二个参数。

AtomicIntegerArray中的数据竞争

2 个答案: