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線程沖突 - Thread interference

lncwwn / 2886人閱讀

摘要：解決這兩種問題的方法是線程同步。在介紹線程同步之前，先來了解一下這兩個(gè)問題。這篇文章先介紹第一個(gè)問題線程沖突。這是一種可能的結(jié)果，也可能線程的結(jié)果被覆蓋或沒有交疊，不發(fā)生錯(cuò)誤線程沖突的結(jié)果不可預(yù)料，很難被發(fā)現(xiàn)并且修復(fù)

線程通信，主要通過共享訪問進(jìn)程資源。這種通信方式非常高效，但存在兩個(gè)問題：線程沖突（thread interference） ， 內(nèi)存一致性錯(cuò)誤（memory consistensy errors）。

解決這兩種問題的方法是 線程同步（thread synchronization）。在介紹線程同步之前，先來了解一下這兩個(gè)問題。

這篇文章先介紹第一個(gè)問題：線程沖突。

線程沖突

當(dāng)兩個(gè)運(yùn)行在不同線程的操作，作用在同一個(gè)數(shù)據(jù)上，會(huì)發(fā)生線程沖突 (Thread interference)

這也意味著，兩個(gè)操作分別由多個(gè)步驟組成，且兩個(gè)操作同時(shí)執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致步驟交疊

一個(gè)例子

這里有一個(gè)類 Counter

class Counter {
    private int c = 0;

    public void increment() {
        c++;
    }

    public void decrement() {
        c--;
    }

    public int value() {
        return c;
    }
}

看起來，Counter中的操作不會(huì)產(chǎn)生交疊。比如increment()方法中，唯一的 statement 是c++。

然而，即使是一個(gè)簡單的 statement，在JVM中也會(huì)轉(zhuǎn)換為多個(gè)步驟 —— 即該 statement 非原子操作

一個(gè)簡單的 statement c++，可以簡單分為三步 ( c--同理 )

取出當(dāng)前c的值

將取出的值增加1

將取出的值存儲(chǔ)至c（覆蓋原值）

假設(shè)，線程A調(diào)用increment()的同時(shí)，線程B調(diào)用decrement()。則兩個(gè)操作可能產(chǎn)生如下交疊

Thread A: 取出 c.

Thread B: 取出 c.

Thread A: 將取出的值增加 1.

Thread B: 將取出的值減少 -1.

Thread A: 將取出的值存儲(chǔ)至 c; c == 1.

Thread B: 將取出的值存儲(chǔ)至 c; c == -1.

線程A的結(jié)果丟失，被線程B的結(jié)果覆蓋。這是一種可能的結(jié)果，也可能線程B的結(jié)果被A覆蓋；或沒有交疊，
不發(fā)生錯(cuò)誤 —— 線程沖突 的結(jié)果不可預(yù)料，bug很難被發(fā)現(xiàn)并且修復(fù)

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