System.out.println與Java volatile

Question

我有一個這樣的例子：

public class MainApp {

    private volatile static int MY_INT = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread1().start();
        new Thread2().start();
    }

    static class Thread1 extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                MY_INT++;
                System.out.println("1 : " + MY_INT);
            }
        }
    }

    static class Thread2 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                MY_INT++;
                System.out.println("2 : " + MY_INT);
            }
        }
    }
}

輸出為：

1 : 1
2 : 2
1 : 3
2 : 4
1 : 5
1 : 7
1 : 8
1 : 9
1 : 10
2 : 6
1 : 11
1 : 13

我不明白為什么在打印1:10后下一行是2：6。 誰能解釋結果？ 提前致謝

Answer 1

這里有幾個問題：

• 線程可能無法並行運行。 它們以時間片運行（默認值：在PC上為15.6毫秒；每秒64滴答，請參閱計時器分辨率（Microsoft） ）。 這就是為什么您看不到一個接一個的1:x和2:x ，而是幾個接一個的1:x 。
• 使用volatile不利於同步。 你需要真正的同步對象，如AtomicInteger或synchronized關鍵字。 因此，您可能會看到跳過的數字（輸出中不是這種情況，但是可能會發生）。 如果要查看唯一的數字，則需要圍繞++和println()進行同步
• 控制台輸出被緩沖和同步，因為您不希望2個println語句在一行上混合輸出

Answer 2

System.out的PrintStream和volatile字段MY_INT是獨立同步的，因此可能發生以下情況：

Thread 1               Thread 2
read MY_INT = 4
write MY_INT = 5
read MY_INT = 5
                       read MY_INT = 5
                       write MY_INT = 6
                       read MY_INT = 6
println 5
read MY_INT = 6
write MY_INT = 7
read MY_INT = 7
println 7

...
                       println 6

也就是說，由於System.out返回的volatile字段和PrintStream是獨立同步的，因此打印可能以非升序順序進行。

也可能發生以下情況：

Thread 1            Thread 2
read MY_INT = 1
                    read MY_INT = 1
write MY_INT = 2
                    write MY_INT = 2
read MY_INT = 2
println 2
                    read MY_INT = 2
                    println 2

因為++ MY_INT實際上被編譯為讀取，計算和寫入。 由於易失性讀取和寫入是單獨的同步操作，因此其他線程可能在兩者之間起作用，並使計數器混亂。

如果要通過單獨的線程打印升序數字，最簡單的方法是：

void run() {
   while (true) {
       synchronized (lock) {
           MY_INT++;
           System.out.println("1 : " + MY_INT);
       }
   }
}

其中lock是所有訪問MY_INT的線程共享的對象。