為什么我的線程突然停止在 Java 中？

Question

我應該使用兩個自定義信號量類（二進制和計數）以精確的順序打印字母。 這是標准信號量。

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();
}
}

這是二進制信號量：

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();
}
}

這是代碼的主要部分，除了我無法弄清楚為什么線程在大約 30 次左右重復后停止的原因。 沒有調用等待，已經達到了真實的標准，那么為什么它們不起作用呢？ 任何幫助深表感謝。

        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 指出的那樣，這個問題與不同的線程正在讀取不同的value有關，因為您訪問它的方式不是線程安全的。 某些線程可能正在使用該值的舊副本。 使其 volatile 意味着每個線程訪問都讀取更一致的值：

protected volatile int value;

或者切換到AtomicInteger以確保線程對存儲在value中的 int 進行一致的更改。 您還需要使用AtomicInteger的 set/get/inc/decrement 方法替換分配：

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

不幸的是，即使進行了上述更改，您也可能會發現其他問題，因為每個 Runnable 的 if 語句與這些if分支內的操作之間的持續時間value可能會發生變化。

另外：用notifyAll()替換notify() ) 通常可以提供更好的多線程處理，盡管我認為這對您的示例不一定有幫助。