Java 线程安全计数器

Posted 2023-02-16

【中文标题】Java 线程安全计数器

【英文标题】：Java Thread Safe Counter

【发布时间】：2013-04-06 14:30:28

【问题描述】：

我正在学习编写线程安全的程序以及如何评估非线程安全的代码。

一个类被认为是线程安全的，如果它在被多个线程执行时正确运行。

我的 Counter.java 不是线程安全的，但是所有 3 个线程的输出都按预期从 0 到 9 打印。

谁能解释为什么？以及线程安全是如何工作的？

public class Counter 

    private int count = 0;

    public void increment() 
        count++;
    

    public void decrement() 
        count--;
    

    public void print() 
        System.out.println(count);
    



public class CountThread extends Thread 
    private Counter counter = new Counter();

    public CountThread(String name) 
        super(name);
    

    public void run() 
        for (int i=0; i<10; i++) 
            System.out.print("Thread " + getName() + " ");
            counter.print();
            counter.increment();
        
    



public class CounterMain 

    public static void main(String[] args) 
        CountThread threadOne = new CountThread("1");
        CountThread threadTwo = new CountThread("2");
        CountThread threadThree = new CountThread("3");

        threadOne.start();
        threadTwo.start();
        threadThree.start();
    

【问题讨论】：

您在每个线程中使用不同的 Counter 对象，因此在这种情况下您看不到任何线程安全问题。

【参考方案1】：

你的Counter不是通过3个线程共享的，而是每个线程都有一个唯一的Counter

【讨论】：

或许您应该解释一下为什么会出现这种情况，以获得更彻底的答案。

（显而易见，因此省略）的解释是 OP 在每个线程中创建了一个唯一的 Counter 实例。

我当然遵循推理。我只是不知道作者是否理解他对 Counter 实例的放置如何使它成为线程特定的。 （+1，我想。）

【参考方案2】：

您的代码在您的特定测试中运行良好。这并不意味着它总是能正常工作。尝试多次迭代，您可能会开始看到异常。

您的测试有点像，如果您测试一座桥可以支持 20 辆卡车，只需一辆汽车骑在桥上。它没有表现出任何东西。并且几乎不可能使用测试证明代码是线程安全的。只有仔细阅读和理解所有潜在问题才能保证这一点。一个非线程安全的程序可能会运行多年，然后突然出现错误。

为了让您反击安全，请使用 AtomicInteger。

编辑：

此外，正如@SpringRush 所指出的，您不会在线程之间共享单个计数器。每个线程都有自己的计数器。所以你的代码实际上是线程安全的，但我认为它并没有达到你想要的效果。

【讨论】：

是的，我在发布我的答案的第一个版本后才看到。我修好了。

也就是说，每个Thread中声明的所有变量都不会受到影响？

线程安全问题仅在多个线程之间共享某些状态时发生。如果某些状态仅由一个线程可见和触及，则此状态不会有任何线程安全问题。

好的。这是我写的无效示例。

【参考方案3】：

所以这实际上是线程安全的。对于每个 CountThread，都有一个计数器。要使其不是线程安全的，请将计数器变量更改为：

private static Counter counter = new Counter(); 

那么它就不是线程安全的了，因为不同的线程可以同时修改计数器状态。

【参考方案4】：

试试这个：

public class ThreadSafeCounter 

    AtomicInteger value = new AtomicInteger(0);

public ThreadSafeCounter(AtomicInteger value) 
    this.value = value;


public void increment() 
    value.incrementAndGet();


public void decrement() 
    value.decrementAndGet();


public AtomicInteger getValue() 
    return value;