为什么我不是原子？

Question

为什么i在Java中不是原子的？

为了更深入地了解Java我试图计算线程中的循环执行的频率。

所以我用了

private static int total = 0;

在主课上。

我有两条线。

• 线程1：打印系统。出来println（“来自线程1的你好！”）

我计算了线程1和线程2打印的线条。但是线程1的线条和线程2的线条不匹配打印出来的总行数。

下面是我的代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

public class Test {

    private static int total = 0;
    private static int countT1 = 0;
    private static int countT2 = 0;
    private boolean run = true;

    public Test() {
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        newCachedThreadPool.execute(t1);
        newCachedThreadPool.execute(t2);
        try {
            Thread.sleep(1000);
        }
        catch (InterruptedException ex) {
            Logger.getLogger(Test.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
        run = false;
        try {
            Thread.sleep(1000);
        }
        catch (InterruptedException ex) {
            Logger.getLogger(Test.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
        System.out.println((countT1 + countT2 + " == " + total));
    }

    private Runnable t1 = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            while (run) {
                total++;
                countT1++;
                System.out.println("Hello #" + countT1 + " from Thread 2! Total hello: " + total);
            }
        }
    };

    private Runnable t2 = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            while (run) {
                total++;
                countT2++;
                System.out.println("Hello #" + countT2 + " from Thread 2! Total hello: " + total);
            }
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        new Test();
    }
}




Answer 1

重要的是JLS（Java语言规范），而不是JVM的各种实现如何实现或可能没有实现语言的某个特性。

JLS在第15.14.2条中定义了后缀运算符，其中表示i.a.“将值1添加到变量的值中，并将总和存储回变量中”。它没有提到或暗示多线程或原子性。

对于多线程或原子性，JLS提供了易失性和同步性。此外，还有原子类…类。

Answer 2

i涉及两个操作：

1. 读取i
的当前值
2. 递增值并将其赋值给i

当两个线程同时对同一个变量执行i时，它们可能都获得相同的当前值i，然后递增并将其设置为i 1，因此您将获得单个递增而不是两个。

例：

int i = 5;
Thread 1 : i++;
           // reads value 5
Thread 2 : i++;
           // reads value 5
Thread 1 : // increments i to 6
Thread 2 : // increments i to 6
           // i == 6 instead of 7

Answer 3

i在Java中可能不是原子性的，因为原子性是一种特殊的要求，在大多数i的使用中并不存在这种要求。这一要求有很大的开销：使增量操作原子化的成本很高；它涉及软件和硬件层面的同步，而这些不需要在普通增量中出现。

你可以提出这样的论点：i应该被设计和记录为专门执行原子增量，这样非原子增量就可以使用i=i1执行。然而，这将打破Java、C和C之间的“文化兼容性”。此外，它还将取消一种方便的符号，而熟悉类似C语言的程序员认为这是理所当然的，这赋予了它一种仅在有限的情况下适用的特殊含义。

基本C或C代码，如（i=0；i）的

即使在机器指令集级别，出于性能原因，增量类型的操作通常也不是原子操作。在x86中，必须使用一条特殊指令“lock prefix”使inc指令原子化：原因与上述相同。如果inc始终是原子的，那么在需要非原子inc时就永远不会使用它；程序员和编译器会生成加载、添加和存储的代码，因为这样会更快。

在一些指令集体系结构中，没有原子inc，或者根本没有inc；要在MIPS上执行原子inc，您必须编写一个软件循环，该循环使用ll和sc：load-link和store-条件。Load-link读取单词，如果单词没有更改，则store-条件存储新值，否则将失败（检测到并导致重试）。