原子性、竞态条件、加锁机制

最新推荐文章于 2025-09-09 23:26:57 发布

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本文探讨了在多线程环境下竞态条件的发生原因及其解决办法，通过具体示例展示了如何通过同步机制来确保线程安全。

首先直接上代码：（下面是一段Servlet代码）

    public long getCount(){
        return count;
    }

    public void service(ServletRequest req , ServletResponse resp){
        BigInteger i = extraceFromRequst(req);
        //...事务处理代码
        ++ count;
        //....
    }

上面这个代码是为了统计有多个次访问了Servlet。但是该类是线程不安全的，因为++count看上去只是一个操作，其实是分三步的：读取-修改-写入，并且结果状态依赖于之前的状态。所以，当两个线程A和B同时读取到了count的值，那么接下来A修改count后，B的值已经是A修改前读到的值，所以此时的数据就会不准确。这也就是竞态条件。

**静态条件：当某个计算的正确性取决于多个线程的交替执行时，那么就会出现静态条件。**

public class LazyInitRace {
    private Demo demo = null;
    public Demo getDemo(){
        if(demo == null){
            demo = new Demo();
        }
        return demo;
    }
}

上面这段代码也是线程不安全的。例如A和B两个线程同时访问这个代码就会出现读取错误。例如A线程进入了getDemo方法，判断了demo==null，而恰巧此时B线程也到了这一步，所以此时就会创建两个demo对象。这就出现了线程不安全的现象。

上面使用的是延迟初始化静态条件，就是先判断demo是否已经被初始化，然后再初始化。由于缺少原子性操作，所以，线程是不安全的。
所以我么应该对这个代码进行原子性操作。也就是对demo所有的操作封装成一个原子，也就是只能被一个线程同时访问。

**所谓原子操作是指，对于访问同一状态的所有操作（包括操作本身）来说，这个操作是一个以原子方式执行的操作**

而这段代码想要实现线程安全其实加一个synchronized就行了。如下：

    public synchronized Demo getDemo(){
        if(demo == null){
            demo = new Demo();
        }
        return demo;
    }