Integer 错误的加锁
多线程同时访问一个Integer加锁的问题,程序运行和想要的结果相差甚远,让我百思不得其解,就下来研究了一下:
在进行多线程同步时,加锁是保证线程安全的重要手段之一。synchronized是大多数程序员必须要掌握的同步锁,但是这个问题非常的隐晦,大家可以参考一下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | public class BadLockOnInteger implements Runnable { public static Integer i = 0 ; public static BadLockOnInteger instance = new BadLockOnInteger(); @Override public void run() { for ( int j = 0 ; j < 10000000 ; j++) { synchronized (i){ i++; } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(instance); Thread t2 = new Thread(instance); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println(i); } } |
程序运行结果:
1 | 12953898 |
注意:结果和我们想要的结果相差甚远,得到的是一个比20000000 小很多的数字。这说明一定是这段程序并没有真正做到线程安全!但把锁加在变量 i 上似乎逻辑也是无懈可击的,为啥得不到准确的结果呢?问题就在这一块,synchronized(i) 底层有问题!
要解释这个问题,得从Integer说起。在Java中,Integer是不可变对象。也就是对象一旦创建了就不可能被修改!
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> { ...... public static Integer valueOf( int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); //这个方法会新创建一个新的Integer对象 } private final int value; //封装的value变量 final关键字修饰,不可变 ...... } |
如果我们使用javap反编译这段代码的 run() 方法,我们可以看到:
在第19 ~ 22 行,实际上使用了 Integer.valueOf(i) 方法新建了一个新的 value 对象,并将它赋值给变量 i。也就是说 i++ 变成了:
1 | i = Integer.valueOf(i.intValue() + 1 ); //涵盖了包装类与基本类型的装箱和拆箱原理成分 |
进一步查看 Integer.valueOf(),我们可以看到:
1 2 3 4 5 | public static Integer valueOf( int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); } |
Integer.valueOf() 实际上是一个工厂方法,它会倾向于返回一个代表指定数值的 Integer 实例。因此,i++ 的本质是创建一个新的 Integer 对象,并将它的引用赋值给 i 。
如此一来,我们就可以明白问题所在了,由于在多个线程间,并不一定能够看到同一个 i 对象(因为 i 对象一直在变),因此,两个线程每次加锁可能都加在了不同的对象实例上,从而导致对临界区代码控制出现问题。
修改这个问题也很容易,只需要将
1 | synchronized (i) |
改为:
1 | synchronized (instance) |
即可!
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