如何使用 synchronized 关键字避免过时的数据？答案

【问题标题】：How stale data is avoided using synchronized keyword?如何使用 synchronized 关键字避免过时的数据？
【发布时间】：2019-10-02 17:46:30
【问题描述】：

在《Java Concurrency in Practice》一书中，3.1.1 状态数据一节下，有一段代码

@NotThreadSafe
public class MutableInteger {
private int value;
public int  get() { return value; }
public void set(int value) { this.value = value; }
}

这不是线程安全的，因为：

如果一个线程调用set，其他线程调用get可能会也可能不会看到那个更新。

而在 set 和 get 方法上使用同步关键字使其“正确”。怎么样？

@ThreadSafe
public class SynchronizedInteger {
@GuardedBy("this") private int value;
public synchronized int get() { return value; }
public synchronized void set(int value) { this.value = value; }
}

如果 value 为 0，并且线程 A 调用了 set(2)，而线程 B 调用了 get()，B 可能会得到值 0，然后 A 会将其设置为 2...之前的代码已经这样做了.那么我们从同步代码中得到了什么好处..

可能是我遗漏了什么，但请指导。谢谢

【问题讨论】：

见medium.com/@kasunpdh/…

标签： java multithreading

【解决方案1】：

您以这种方式解决的问题不是线程 B 在 A 执行 get 之后立即执行集合，而是仍然会返回“旧”（嗯，当时在技术上是正确的，但是很快就会出错）价值。

同步修复的问题是，即使线程 B 在线程 A 读取之前写入，由于缓存（很可能是 CPU 缓存，但这取决于 JVM 实现）。从非易失性变量的非同步读取可以使用缓存值。换句话说：同步创建了一个读屏障，这意味着“你必须重新读取这个值，即使你的 CPU 缓存中已经有了它”。

请注意，对于这种特定情况，只需将 volatile 添加到 value 即可产生相同的效果，但对于更复杂的访问模式 synchronized（或在较新的 API 中等效 Lock）是必要的。

【讨论】：

谢谢约阿希姆。明白了

【解决方案2】：

当您使用同步方法时，您可以获得对处于“竞争条件”风险中的对象的独占访问权限。在这种情况下，您可以获得对该值的独占访问权。之所以达到这个目的，是因为同步方法使用了信号量。

Synchronized in Java Java Doc - 在这里你可以找到一个很好的例子。

来自 Java 文档：如果 count 是 SynchronizedCounter 的一个实例，那么使这些方法同步有两个效果：

首先，

在同步方法上的两次调用是不可能的交错的同一个对象。

当一个线程为一个对象执行同步方法时，所有为同一对象调用同步方法的其他线程阻塞（暂停执行），直到第一个线程完成对象。

其次，当一个同步方法退出时，它会自动与任何后续对同一对象的同步方法调用建立起之前的关系。这保证了对象状态的更改对所有线程都是可见的。

【讨论】：

【解决方案3】：

这一切都与官方 Java 文档所称的“发生在关系之前”有关。

在您的两个同步的 getter 和 setter 方法分别读取和写入同一个实例变量的情况下，这取决于操作的顺序，即首先调用的是 getter 还是 setter。

这种关系只是保证一个特定语句的内存写入对另一个特定语句可见。

两个动作可以通过happens-before关系排序。如果一个动作发生在另一个动作之前，那么第一个动作对第二个动作可见并在第二个动作之前排序。

同步是实现这种一致性的方法之一。在您的特定情况下，另一种方法是将变量设为 volatile。

来自official Java docs：

使用 volatile 变量可降低内存一致性的风险错误，因为对 volatile 变量的任何写入都会建立与后续读取相同的发生之前的关系多变的。这意味着对 volatile 变量的更改总是对其他线程可见。

【讨论】：