1.线程不安全现象

创建测试类和库存类如下，在测试类中启动两个线程，分别增加10000个库存和减少10000个库存。

public class Test {public static void main(String[] args) {Inventory inventory = new Inventory(0);Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10000; i++) {inventory.increment();}}, "t1");Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10000; i++) {inventory.decrement();}}, "t2");t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println("test result vaule:" + inventory.get());}}
}/*** thread unsafe**/
class Inventory {private int count;public Inventory(int count) {this.count = count;}public void increment() {count++;}public void decrement() {count--;}public int get() {return count;}
}

程序运行预期结果应该是0，但实际结果可能出现0，正数，负数。

 

 

2.原因

使用javap查看Inventory.class对应的字节码，可以看到count++，由多个指令构成，如下：

getfield     //获得成员变量

iconst_1   //准备常量1

iadd         //执行加法操作

putfield    //将计算后的结果写回成员变量

count--类似，同样包含取值，准备常量1，执行减法，回写值这几个指令。

当多线程读写count值时候，可能情况如下(引用第三方图片，读者将图中i当作count即可)：

 

或者

 

这也就解释了上述代码执行结果为何会出现正数，负数。

 

3.解决方案

加锁，将increment，decrement操作上锁，当前线程未执行完释放锁，其他线程无法执行。

/*** thread safe**/
class Inventory1 {private int count;public Inventory1(int count) {this.count = count;}public synchronized void increment() {count++;}public synchronized void decrement() {count--;}public int get() {return count;}
}

CAS，每次写入之前检查count值是否被其他线程更新，如果已经更新，重新计算写入新值；如果未被更新，直接写入计算结果。

/*** thread safe**/
class Inventory2 {private AtomicInteger count;public Inventory2(int count) {this.count = new AtomicInteger(count);}public void increment() {// CASwhile (true) {int prev = count.get();int next = prev + 1;if (count.compareAndSet(prev, next)) {break;}}// 可简写如下// count.getAndIncrement();}public void decrement() {// CASwhile (true) {int prev = count.get();int next = prev - 1;if (count.compareAndSet(prev, next)) {break;}}// 可简写如下// count.getAndDecrement();}public int get() {return count.get();}
}