Integer 错误的加锁
多线程同时访问一个Integer加锁的问题,程序运行和想要的结果相差甚远,让我百思不得其解,就下来研究了一下:
在进行多线程同步时,加锁是保证线程安全的重要手段之一。synchronized是大多数程序员必须要掌握的同步锁,但是这个问题非常的隐晦,大家可以参考一下:
public class BadLockOnInteger implements Runnable { public static Integer i = 0; public static BadLockOnInteger instance = new BadLockOnInteger(); @Override
public void run() {
for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
synchronized (i){
i++;
}
}
} public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(instance);
Thread t2 = new Thread(instance); t1.start();
t2.start(); t1.join();
t2.join(); System.out.println(i);
}
}
程序运行结果:
12953898
注意:结果和我们想要的结果相差甚远,得到的是一个比20000000 小很多的数字。这说明一定是这段程序并没有真正做到线程安全!但把锁加在变量 i 上似乎逻辑也是无懈可击的,为啥得不到准确的结果呢?问题就在这一块,synchronized(i) 底层有问题!
要解释这个问题,得从Integer说起。在Java中,Integer是不可变对象。也就是对象一旦创建了就不可能被修改!
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> { ...... public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i); //这个方法会新创建一个新的Integer对象
} private final int value; //封装的value变量 final关键字修饰,不可变 ......
}
如果我们使用javap反编译这段代码的 run() 方法,我们可以看到:
在第19 ~ 22 行,实际上使用了 Integer.valueOf(i) 方法新建了一个新的 value 对象,并将它赋值给变量 i。也就是说 i++ 变成了:
i = Integer.valueOf(i.intValue() + 1); //涵盖了包装类与基本类型的装箱和拆箱原理成分
进一步查看 Integer.valueOf(),我们可以看到:
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
Integer.valueOf() 实际上是一个工厂方法,它会倾向于返回一个代表指定数值的 Integer 实例。因此,i++ 的本质是创建一个新的 Integer 对象,并将它的引用赋值给 i 。
如此一来,我们就可以明白问题所在了,由于在多个线程间,并不一定能够看到同一个 i 对象(因为 i 对象一直在变),因此,两个线程每次加锁可能都加在了不同的对象实例上,从而导致对临界区代码控制出现问题。
修改这个问题也很容易,只需要将
synchronized(i)
改为:
synchronized(instance)
即可!
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