當在關鍵部分中顯示System.out.println時，多個線程顯示例外值

Question

我有以下代碼：

public class MyApp {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SharedResource sharedResource = new SharedResource();

        Runnable first = () -> {
            sharedResource.increment(10000);
        };

        Runnable second = () -> {
            sharedResource.increment(10000);
        };

        Thread thread = new Thread(first, "FirstThread");
        Thread thread2 = new Thread(second, "SecondThread");
        thread.start();
        thread2.start();
        thread.join();
        thread2.join();
        System.out.println("The value of counter is " + sharedResource.getCounter());
    }
}

使用這個類：

public class SharedResource {
    private int counter;

    public void increment(int times) {
        for (int x=1; x<=times;x++) {
            counter++;
            // System.out.println(counter);
        }
    }

    public void decrement() {
        counter--;
    }

    public int getCounter() {
        return counter;
    }
}

我很好奇為什么會一直這樣。

從increment方法中刪除System.out.println()的總值

System.out.println("The value of counter is " + sharedResource.getCounter());

是隨機的 - 這是例外，因為多個線程共享同一個counter 。

但是，當System.out.println(counter); 在增量方法上呈現，代碼似乎不再具有多線程問題。

計數器的最終結果總是20,000，因為代碼從每個線程中丟失了10,000次。 任何人都可以解釋我為什么會這樣嗎？

Answer 1

這是由於非常小的比賽窗口。

默認系統輸出是PrintStream，它是線程安全的：

public void println(int x) {
    synchronized (this) {
        print(x);
        newLine();
    }
}

所以基本上線程執行以下操作：

1. 增量計數器（〜幾十ns）
2. 等待上一個線程釋放鎖定，獲取它並打印到控制台（〜毫秒，慢1000倍）
3. 轉到1

當你的關鍵部分比非關鍵部分長1000倍時，你的線程基本上是序列化的，並且計數器更新重疊的概率變得非常小，系統輸出沒有什么特別之處。

方法證明：

1. 您可以編寫PrintStream的線程安全實現：

    public class NullPrintStream extends PrintStream { public NullPrintStream() { // Utility constant from apache-commons super(NullOutputStream.NULL_OUTPUT_STREAM); } @Override public void println(int x) { // No synchronization here } } 

然后通過System.setOut(new NullPrintStream())將其設置為系統輸出，結果將再次開始拍打。

2. 要在開始時提供更大的競賽窗口，您可以在latch上同步runnables，以便它們幾乎同時啟動：

    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1); Runnable first = () -> { try { latch.await(); sharedResource.increment(10000); } catch (Exception e) { } }; // ... start your threads here latch.countDown(); 

然后，如果你運行這個樣本幾次，你會看到類似的東西（請注意我將它打印到System.err因為我已經覆蓋了System.out ）

計數器的值是20000

計數器的價值是19996

計數器的價值是19994

計數器的價值是19999

計數器的值是20000