數據在AtomicReference的各個元素上進行競爭

Question

我有一個與通過原子參考訪問單個元素有關的問題。 如果我有一個IntegerArray和一個原子引用;是否會通過AtomicReference變量讀取和寫入數組的各個元素導致數據競爭？

在下面的代碼中：num是一個整數數組，其中aRnumbers是數組的原子引用。 在線程1和2中; 我訪問aRnumbers.get（）[1]並將其遞增1。

我可以通過原子引用訪問單個元素而無需數據競爭，每次使用22作為兩個線程完成后主線程中aRnumbers.get（）[1]的輸出。

但是，因為原子引用是在數組上定義的，而不是在單個元素上定義的; 在這種情況下不應該有數據競爭導致21/22作為輸出？

在這種情況下，沒有數據競爭是擁有AtomicIntegerArray數據結構的動機，該結構為每個元素提供單獨的AtomicReference嗎？

請在下面找到我想要運行的java代碼。有人可以告訴我哪里出錯了。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceExample {


    private static int[] num= new int[2];
    private static AtomicReference<int[]> aRnumbers;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new MyRun1());
        Thread t2 = new Thread(new MyRun2());

        num[0]=10;
        num[1]=20;

        aRnumbers = new AtomicReference<int[]>(num);

        System.out.println("In Main before:"+aRnumbers.get()[0]+aRnumbers.get()[1]);

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("In Main after:"+aRnumbers.get()[0]+aRnumbers.get()[1]);
    }

    static class MyRun1 implements Runnable {
        public void run() {
            System.out.println("In T1 before:"+aRnumbers.get()[1]);
            aRnumbers.get()[1]=aRnumbers.get()[1]+1;

        }
    }

    static class MyRun2 implements Runnable {
        public void run() {
            System.out.println("In T2 before:"+aRnumbers.get()[1]);
            aRnumbers.get()[1]=aRnumbers.get()[1]+1;

        }

    }

}

Answer 1

在這種情況下不應該有數據競爭導致21/22作為輸出？

的確有。 你的線程很短暫，很可能它們不會同時運行。

在這種情況下，沒有數據競爭是擁有AtomicIntegerArray數據結構的動機，該結構為每個元素提供單獨的AtomicReference嗎？

是的。

誰能讓我知道我哪里出錯了。

啟動一個線程需要1 - 10毫秒。

即使沒有代碼被JIT，增加這樣的值也可能需要<< 50微秒。 如果它被優化，每增量需要大約50-200納秒。

由於起步比起操作時間大約20 - 200倍，因此它們不會同時運行，因此沒有競爭條件。

嘗試將值遞增幾百萬次，因此您有一個競爭條件，因為兩個線程同時運行。

Answer 2

增加元素包括三個步驟：

1. 讀取價值。
2. 增加價值。
3. 寫回價值。

可能發生競爭條件。 舉一個例子：線程1讀取值（假設為20）。 任務切換。 線程2讀取值（再次為20），將其遞增並將其寫回（21）。 任務切換。 第一個線程遞增該值並將其寫回（21）。 因此，當進行2次遞增操作時，最終值仍然僅增加1。

在這種情況下，數據結構沒有幫助。 線程安全集合有助於在並發線程添加，訪問和刪除元素時保持結構一致。 但是在這里，您需要在增量操作的三個步驟中鎖定對元素的訪問。