为什么我的线程突然停止在 Java 中？

Question

我应该使用两个自定义信号量类（二进制和计数）以精确的顺序打印字母。 这是标准信号量。

public class Semaphore {

protected int value;

public Semaphore() {
    value = 0;
}

public Semaphore(int initial) {
    value = (initial >=0) ? initial : 0;
}

public synchronized void P() throws InterruptedException {
    while (value==0) {
        wait();
    }
    value--;
}

public synchronized void V() {
    value++;
    notify();
}
}

这是二进制信号量：

public class BinarySemaphore extends Semaphore {

public BinarySemaphore(boolean unlocked) {super(unlocked ? 1 : 0);}

public synchronized void P() throws InterruptedException{
    while(value==0) {
        wait();
    }
    value=0;
}

public synchronized void V() {
    value=1;
    notify();
}
}

这是代码的主要部分，除了我无法弄清楚为什么线程在大约 30 次左右重复后停止的原因。 没有调用等待，已经达到了真实的标准，那么为什么它们不起作用呢？ 任何帮助深表感谢。

        BinarySemaphore binaryWXSemaphore = new BinarySemaphore(false);
        BinarySemaphore binaryYZSemaphore = new BinarySemaphore(false);

        Semaphore countingWSemaphore = new Semaphore();
        Semaphore countingYZSemaphore = new Semaphore();

        Runnable runnableW = () -> {
            while(true) {
                if (binaryWXSemaphore.value == 0 && countingYZSemaphore.value >= countingWSemaphore.value) {
                        binaryWXSemaphore.V();
                        countingWSemaphore.V();
                    System.out.println("W");
                }
            }
        };

        Runnable runnableX = () -> {
            while(true) {
                if (binaryWXSemaphore.value == 1) {
                    try {
                        binaryWXSemaphore.P();
                        System.out.println("X");

                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };

        Runnable runnableY = () -> {
            while(true) {
                if (binaryYZSemaphore.value == 0 && countingWSemaphore.value > countingYZSemaphore.value) {
                        binaryYZSemaphore.V();
                        countingYZSemaphore.V();
                    System.out.println("y");

                }

            }
        };

        Runnable runnableZ = () -> {
            while(true) {
                if (binaryYZSemaphore.value == 1 && countingWSemaphore.value > countingYZSemaphore.value) {
                    try {
                        binaryYZSemaphore.P();
                        countingYZSemaphore.V();
                        System.out.println("z");
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };

Answer 1

正如@iggy 指出的那样，这个问题与不同的线程正在读取不同的value有关，因为您访问它的方式不是线程安全的。 某些线程可能正在使用该值的旧副本。 使其 volatile 意味着每个线程访问都读取更一致的值：

protected volatile int value;

或者切换到AtomicInteger以确保线程对存储在value中的 int 进行一致的更改。 您还需要使用AtomicInteger的 set/get/inc/decrement 方法替换分配：

protected final  AtomicInteger value = new AtomicInteger();
// Then use value.set(0 / 1)
// or value.incrementAndGet / decrementAndGet

不幸的是，即使进行了上述更改，您也可能会发现其他问题，因为每个 Runnable 的 if 语句与这些if分支内的操作之间的持续时间value可能会发生变化。

另外：用notifyAll()替换notify() ) 通常可以提供更好的多线程处理，尽管我认为这对您的示例不一定有帮助。