多线程并发之原子性

Posted 2020-09-19 街头小瘪三

最近在网上找到好多的多线程关于原子性的例子，说的都不是非常的明确，对于刚学习多线程的新手而言很容误导学员，在这里，我通过多个例子对多线程的原子性加以说明。

 

例子一：传统技术自增

package face.thread.volatilep;

public class Counter2 {
    private  int count = 0; 
    public synchronized void inc() {
        count = count + 1;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同时启动1000个线程，去进行i++计算，看看实际结果
    	final Counter2 c = new Counter2();
    	
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                	c.inc();
                }
            }).start();
        }
        
        try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + c.count);
    }
}

以上代码打印的结果偶尔会等于1000，基本上都会有一些误差，原因是线程执行的顺序无法保证的，很可能在新建的1000个线程还没有执行完，我们的代码

  System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count);

就已经执行完了，要想解决这个问题很简单，那就是在最后一句println之前在线程睡眠一段时间，比如睡眠2秒钟。等1000个线程执行完了，在打印"

"运行结果:Counter.count=" + Counter.count"；

 

还可以借助于线程辅助类解决，在这里就举例一个最简单的例子展示：

 

package face.thread.volatilep;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class Counter3 {
	 
     int count =0;  
    public synchronized  void inc() {
    	count++;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同时启动1000个线程，去进行i++计算，看看实际结果
    	final Counter3 c = new Counter3();
    	
       final CyclicBarrier cy = new CyclicBarrier(10000, new Runnable() {
  			public void run() {
  		        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
  		        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + c.count);
  			}
  		});
    	  
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                	c.inc();
                	try {
						cy.await();
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					} catch (BrokenBarrierException e) {
						e.printStackTrace();
					}
                }
            }).start();
        }
        
    }
}

 

例子二：原子性自增

    原子是世界上的最小单位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double类型） 这个操作是不可分割的，那么我们说这个操作时原子操作。再比如：a++； 这个操作实际是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作，那么我们称它具有原子性。Java的concurrent包下提供了一些原子类，我们可以通过阅读API来了解这些原子类的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

因为原子性是线程安全的，所以关于原子性自增是不需要传统的加锁技术的，具体看代码：

package face.thread.volatilep;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CounterNew2{
	
	AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

	public void increment() {
		count.getAndIncrement();
	}

	public int getCount() {
		return count.get();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		
		final CounterNew2 cn = new CounterNew2();
		for(int i = 0 ; i < 10000;i++){
			new Thread(new Runnable() {
				public void run() {
					cn.increment();
				}
			}).start();
		}
		
		try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("count最终返回值:" + cn.getCount());
	}
}

运行结果也是：10000