访问共享的可变数据时要进行同步

本文通过一个简单的Java示例探讨了同步机制的重要性,特别是针对线程安全问题。解释了如何使用volatile关键字或同步代码块来确保多线程环境中变量的正确更新,并强调了利用Java并发工具包中的原子类来编写更安全代码的方法。

同步的作用:

  •   提供互斥访问
  •   提供线程之间的可靠通信

大家看下面的代码:

 

public class StopThreadDemo {
	// no synchronize or volatile
	private static boolean shouldStop;

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Thread firstThread = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				int counter = 0;
				while (!shouldStop) {
					counter++;
					System.out.println(counter);
				}
			}
		});
		firstThread.start();
		TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
		shouldStop = true;

	}

}

 在某些环境下后台线程(firstThread)并没有在运行一秒左右后正确的停止(某些环境下也能正常停止比如eclipse + jdk 1.6_16) 但是更加安全的做法是是用volitale或者同步shouldStop的读写 操作,只有这样我们才能保证firstThread 收到了should stop it !的请求。

 我们应该学习和考虑使用java currennt util package中已经提供的功能比如atomicLong .... etc 它能帮助我们写出更加安全的代码

 

【直流微电网】径向直流微电网的状态空间建模与线性化:一种耦合DC-DC变换器状态空间平均模型的方法 (Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了径向直流微电网的状态空间建模与线性化方法,重点提出了一种基于耦合DC-DC变换器状态空间平均模型的建模策略。该方法通过对系统中多个相互耦合的DC-DC变换器进行统一建模,构建出整个微电网的集中状态空间模型,并在此基础上实施线性化处理,便于后续的小信号分析与稳定性研究。文中详细阐述了建模过程中的关键步骤,包括电路拓扑分析、状态变量选取、平均化处理以及雅可比矩阵的推导,最终通过Matlab代码实现模型仿真验证,展示了该方法在动态响应分析和控制器设计中的有效性。; 适合人群:具备电力电子、自动控制理论基础,熟悉Matlab/Simulink仿真工具,从事微电网、新能源系统建模与控制研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①掌握直流微电网中多变换器系统的统一建模方法;②理解状态空间平均法在非线性电力电子系统中的应用;③实现系统线性化并用于稳定性分析与控制器设计;④通过Matlab代码复现和扩展模型,服务于科研仿真与教学实践。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码逐步理解建模流程,重点关注状态变量的选择与平均化处理的数学推导,同可尝试修改系统参数或拓扑结构以加深对模型通用性和适应性的理解。
在多线程环境下,访问共享可变变量,必须引入同步机制来确保数据的一致性和可见性。多个线程同读写共享变量可能导致数据竞争(data race),从而引发不可预测的行为,例如丢失更新、脏读或程序死锁等问题[^4]。 即使使用了`volatile`关键字来修饰共享变量,也不能完全保证线程安全。`volatile`关键字可以确保变量的修改对所有线程是立即可见的,但它不提供原子性操作,也无法防止多个线程同修改变量的冲突。因此,仅依赖`volatile`是不够的,仍需要使用互斥锁(如`synchronized`关键字或`ReentrantLock`)来确保对共享变量的访问是串行化的[^1]。 例如,在Java中,多个线程如果同修改一个共享计数器变量,可能会导致计数不准确。以下是一个典型的竞态条件示例: ```java public class Counter { private int count = 0; public void increment() { count++; // 非原子操作,可能引发线程安全问题 } public int getCount() { return count; } } ``` 在上述代码中,`count++`操作实际上由多个步骤组成:读取当前值、增加1、写回新值。如果多个线程同执行此操作,可能会导致某些更新被覆盖,从而导致结果不正确。为了解决这个问题,可以使用`synchronized`关键字来确保一次只有一个线程能够执行该方法: ```java public class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } public synchronized int getCount() { return count; } } ``` 除了使用锁机制外,还可以使用更高级的并发工具,如`AtomicInteger`等原子变量类,它们通过硬件级别的原子操作来提供线程安全的数值更新[^1]。 在某些情况下,如使用条件变量(condition variable)进行线程间通信,也需要与互斥锁配合使用,以确保对共享数据的访问是同步的。例如,在等待某个条件成立,线程会先释放互斥锁,进入等待状态,直到其他线程发出信号并重新获取锁后,才会继续执行并检查条件是否满足[^3]。 综上所述,多线程访问共享可变变量,必须引入同步机制来确保线程安全,否则可能会导致数据不一致、竞态条件等问题。 --- ###
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