线程干扰(Thread Interference)

  设计一个简单的Counter类

class Counter{
    private int c = 0;
    public void increment(){
        c++;
    }
    public void decrement(){
        c--;
    }
    public int value(){
        return c;
    }
} 

  设计的Counter类中,每调用一次increment方法,变量c的值加1,每调用一次decrement方法,变量c的值减1。然而,如果一个Counter对象被多个线程引用时,由于线程间的干扰将会影响到以上方法处理预期的结果。

  当不同的线程同时操作相同的数据时,线程干扰就会发生。这意味着两个操作包含多个步骤,而且一系列步骤重复发生。

   代码中对Counter实例的操作看起来似乎不可能会冲突,因为两个对变量c的操作都是单一步骤的,独立语句。然而,即使单独的语句也会被虚拟机转换成多个步骤。我们不会检查虚拟机具体执行的步骤,单独的表达式c++可以被分解成三个步骤已经足够证明了,具体如下:

  1. 获取变量c当前值
  2. 在或取的值上加1
  3. 保存自增后的c值

   表达式c–也可以用同样的方式被分解,除了第二步用减的操作代理加的操作。

   假设当线程A调用increment方法的同时,线程B调用的decrement方法,如果变量c的初始值是0,它们的交叉操作顺序可能如下所示:

  1. 线程A:获取变量c值
  2. 线程B:获取变量c值
  3. 线程A:自增c值,结果为1
  4. 线程B:自减c值,结果为-1
  5. 线程A:将结果保存在c中,现在c的值为1
  6. 线程B:将结果保存在c中,现在的值为-1

   线程A的结果丢失了,被线程B覆盖掉了。这种交错只是其中的一种可能性,在其它的情况下,可能会是线程B的结果丢失,也可能没有错误发生。正是因为结果的不可预测,线程干扰缺陷会很难被检测和修复。

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