Id = 1-id 是原子的吗？

从 OCP Java SE 6程序员实践考试第291页，问题25:

public class Stone implements Runnable {
static int id = 1;


public void run() {
id = 1 - id;
if (id == 0)
pick();
else
release();
}


private static synchronized void pick() {
System.out.print("P ");
System.out.print("Q ");
}


private synchronized void release() {
System.out.print("R ");
System.out.print("S ");
}


public static void main(String[] args) {
Stone st = new Stone();
new Thread(st).start();
new Thread(st).start();
}
}

答案之一是:

输出可以是 P Q P Q

我把这个答案标记为正确，我的理由是:

  1. 我们开始两个线程。
  2. 第一个进入 run()。
  3. 根据 JLS 15.26.1，首先对 1 - id进行评估。结果是 0。它存储在线程的堆栈上。我们正要把 0保存到静态 id，但是..。
  4. 崩，调度程序选择运行第二个线程。
  5. 因此，第二个线程进入 run()。静态 id仍然是 1，所以他执行方法 pick()。 P Q被打印。
  6. 计划程序选择要运行的第一个线程。它从堆栈中取出 0并保存到静态 id。因此，第一个线程也执行 pick()并打印 P Q。

然而，书中写道，这个答案是不正确的:

这是不正确的，因为行 id = 1 - id在 0和 1之间交换 id的值。同一个方法不可能执行两次。

我不同意。我认为上面提到的情况还是有可能发生的。这种互换不是原子的。我说错了吗？

3185 次浏览
小开
最佳答案

我说错了吗？

不，你是完全正确的-这是你的示例时间线。

除了它不是原子的以外，还不能保证对 id的写操作会被另一个线程接收，因为没有同步，而且字段也不是易失的。

像这样的参考资料是不正确的，这有点令人不安:

小开

在我看来，实践考试的答案是正确的。在这段代码中，您正在执行两个线程，这两个线程可以访问相同的静态变量 id。静态变量存储在 java 的堆上，而不是堆栈上。可运行程序的执行顺序是不可预测的。

但是，为了改变 id 的值，每个线程:

  1. 将存储在 id 的内存地址中的值的本地副本发送到 CPU 注册表;
  2. 执行 1 - id操作。严格地说，这里执行两个操作 (-id and +1);
  3. 将结果移回堆上 id的内存空间。

这意味着，尽管 id 值可以由两个线程中的任何一个线程同时更改，但是只有初始值和最终值是可变的。中间值不会彼此修改。

此外，对代码的分析可以表明，在任何时间点，id 只能是0或1。

证据:

  • 起始值 id = 1; 一个线程把它变成0(id = 1 - id) ，另一个线程把它变回1。

  • 起始值 id = 0; 一个线程将其改为1(id = 1 - id) ，另一个线程将其返回到0。

因此，id 的值状态是离散的，要么是0，要么是1。

证据结束。

这个代码有两种可能性:

  • 可能性1。线程一首先访问变量 id。然后 id (id = 1 - id的值变为0。然后，只执行方法 pick ()，打印 P Q。线程二，将在此时计算 id; 方法 release()将随后执行打印 RS。因此，P Q R S将被打印。

  • 可能性2。线程二首先访问变量 id。然后 id (id = 1 - id的值变为0。然后，只执行方法 pick ()，打印 P Q。线程一，将计算 id 在此时 id = 0; 方法 release()将然后执行打印 RS。因此，P Q R S将被打印。

没有其他可能了。然而，应该注意的是，由于 pick()是一个静态方法，因此 P Q R S的变体(如 P R Q S或 R P Q S等)可能会被打印出来，并在两个线程之间共享。这会导致该方法的同时执行，从而可能导致根据您的平台以不同的顺序打印字母。

但是在任何情况下，方法 pick()或 release ()都不会执行两次，因为它们是 互相排斥。因此，P Q P Q将不是输出。


提交答案