synchronized下的 i+=2 和 i++ i++执行结果居然不一样

起因

逛【博客园-博问】时发现了一段有意思的问题:

问题链接:https://q.cnblogs.com/q/140032/

这段代码是这样的:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class AutomicityTest implements Runnable {

    private int i = 0;

    public int getValue() {
        return i;
    }

    /**
    * 同步方法,加2
    */
    public synchronized void evenIncrement() {
        i += 2;
        // i++;
        // i++;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            evenIncrement();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();

        // AutomicityTest线程
        AutomicityTest automicityTest = new AutomicityTest();
        exec.execute(automicityTest);

        // main线程
        while (true) {
            int value = automicityTest.getValue();
            if (value % 2 != 0) {
                System.out.println(value);
                System.exit(0);
            }
        }
    }
}

代码很简单(一开始我没看清楚问题,还建议楼主去学习下Java语法,尴尬的一批~~~)

简单说明下代码逻辑

一、AutomicityTest类实现了Runnable接口,并实现 run() 方法,run() 方法中有一个 while(true) 循环,循环体中调用了一个 synchronized 修饰的方法 evenIncrement();

二、AutomicityTest类中有一个 int i 成员变量;

三、在 main() 方法中使用线程池执行线程(直接 new Thread().start() 是一样的),然后 while(true) 循环体中不停打印成员变量 i 的值,如果是奇数就退出虚拟机。

大家觉得这段代码会输出什么呢?

没错就是死循环!!!

有意思的地方来了,如果我把同步方法 evenIncrement() 改为下面这样:

public synchronized void evenIncrement() {
    // i += 2;
    i++;
    i++;
}

执行结果是退出了虚拟机!!!

是不是很纳闷儿,要是不纳闷儿,就不用往下看了 >_<

一起来分析一下

1.首先从方法入口开始,main() 方法当中创建了一个AutomicityTest线程 和 本身 main() 所在的main线程,所以AutomicityTest线程是一个写线程,main线程是一个读线程,既然有读有写,又是多个线程,就涉及到工作内存和主存模型,在这里我就不赘述了。

2.写线程是有synchronized修饰的,但是读线程并没有,这就导致了读写不一致,解决方法就是给 getValue() 加上synchronized,此时执行结果就正常了

3.但是问题还没完,为什么 i += 2 死循环,而 【两条】 i++ 却退出了虚拟机呢?

字节码层面分析

public synchronized void evenIncrement() {
    i += 2;
}

// 对应的字节码
public synchronized void evenIncrement();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: dup
         2: getfield      #2                  // Field i:I
         5: iconst_2
         6: iadd
         7: putfield      #2                  // Field i:I
        10: return
public synchronized void evenIncrement() {
    i++;
    i++;
}

// 对应的字节码
public synchronized void evenIncrement();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: dup
         2: getfield      #2                  // Field i:I
         5: iconst_1
         6: iadd
         7: putfield      #2                  // Field i:I
        10: aload_0
        11: dup
        12: getfield      #2                  // Field i:I
        15: iconst_1
        16: iadd
        17: putfield      #2                  // Field i:I
        20: return

i+=2;

字节码指令只有一段putfield,没有执行是偶数,执行了也是偶数,所以会死循环。

i++; i++;

字节码指令有两段putfield,由于之前getValue()没有加synchronized,那么在执行getValue()的时候,putfield可能没有执行,可能执行了一次,也可能执行了两次,没有执行是偶数,执行一次是奇数,执行两次是偶数;又因为AutomicityTest线程 run() 是 while (true) {} 的,所以它总能执行到奇数,退出虚拟机。

最后

到此就分析完了,所以该问题的关键就是写操作是原子的,但是读操作不是,导致读出来的数据不是最终的。

    原文作者:飒沓流星
    原文地址: https://www.cnblogs.com/yushixin1024/p/16368639.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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