同步方法可以有竞争条件吗？ [例子]答案

【问题标题】：Can Synchronized Methods Have Race Conditions? [Example]同步方法可以有竞争条件吗？ [例子]
【发布时间】：2022-03-24 17:51:30
【问题描述】：

我正在学习同步方法，以防止 Java 中的竞争条件和不良行为。我看到了以下示例，并告诉我竞态条件非常微妙：

public class Messages {
  private String message = null;
  private int count = 2;

  // invariant 0 <= count && count <= 2

  public synchronized void put(String message) {
    while( count < 2 )
      this.wait();
    this.message = message;
    this.count = 0; 
    this.notifyAll(); 
  }

  public synchronized String getMessage() {
    while( this.count == 2 )
      this.wait();
    String result = this.message;
    this.count += 1;
    this.notifyAll();
    return result; 
  }
}

无论微妙与否，我认为我对同步方法的作用存在根本性的误解。我的印象是他们通过使用锁定令牌（或类似的）来限制对线程的访问，因此永远不能竞争。那么，如果它的方法是同步的，这个例子怎么会有竞争条件呢？谁能帮忙澄清一下？

【问题讨论】：

我总是很想对这样的问题盲目地回答“是”（仅基于标题）。

标签： java multithreading race-condition

【解决方案1】：

我推测作者的想法是，由于 count 从 0 变为 2，因此两个线程可能会依次调用 put()，因此读者线程会错过其中一条消息。

这确实是一个竞态条件：阅读器和推杆争夺同一个锁，而被阅读的消息是否取决于notifyAll() 通知的线程。

【讨论】：

您能否详细说明破坏 OP 示例的交错？我一直在尝试找到一个，因为我很好奇但我无法找到。如果两个单独的线程调用put，那么第一个将设置count = 0，第二个将设置wait()。
嗯，你是对的。 @Rome_Leader 能否请您不接受此答案，以便我将其删除。对不起。
请用示例代码多解释一下。我不明白竞态条件是如何实现的。

【解决方案2】：

想想计数可能变成 > 2...

该代码也有难闻的气味。什么是计数应该计数？为什么要增加它并把它重置？为什么不必要地使用“this”？如果我在项目中看到这样的代码，我会非常仔细查看...

【讨论】：

作为一个独立的竞争条件示例，我认为它并不完美。我只是想分析一下。根据我对另一个答案的评论，我认为您的指针是有道理的，并且似乎与我现在的想法一致！谢谢！

【解决方案3】：

多线程是当你使用 new Thread(runnable).start();这将启动一个新线程并转到 run() 方法。可运行是任何实现可运行的类。或者为线程扩展一个同步方法，确保如果这些线程想要读取被同步方法改变的数据是可能的，否则它可能是不变的，或者更糟的是，一半改变了。

【讨论】：

【解决方案4】：

Java 的同步方法可以让您在两个方法之间实现互斥，这意味着您可以假设它们不会交错。

但是，您仍然有竞争条件，因为您可以根据首先运行的方法获得不同的行为。

正如 JB Nizet 在他的回答中所建议的，考虑这两种排序中的每一种会发生什么（假设它们在不同的线程中运行）。

【讨论】：

啊，我想我明白了。顺序很重要，因为 count 初始化为 2，getMessage 会先走。它的等待会释放锁，并且，当它试图获取消息时，消息永远不会被 put 加载？
请用示例代码解释清楚一点。

【解决方案5】：

当两个实体竞争一个资源时，就会出现竞争条件，如果结果取决于顺序，这可能会导致不可预知的行为。当您使用 notifyAll() 时，所有线程都会被唤醒，它们会竞相获取它们正在等待的锁，并且无法确定下一个将执行哪个。

【讨论】：

请用小示例代码场景解释解决方案。

【解决方案6】：

如果代码可以按预期工作，我认为计数值 >2 不是问题。由于 put() 和 getMessage() 方法都是同步的，因此不能同时调用这两个方法。所以如果一个线程调用getMessage()并且count值为2，另一个线程就不能调用put()方法设置count=0并通知等待线程。同步太多，导致死锁。所以while部分不应该同步，可以这样解决。

 public void put(String message) {
    while( count < 2 )
      this.wait();
   synchronzied(this){
    this.message = message;
    this.count = 0; 
    this.notifyAll(); 
 }

 }

  public String getMessage() {
    while( this.count == 2 )
      this.wait();
   
    synchronized(this){
    String result = this.message;
    this.count += 1;
    this.notifyAll();
    
 }
return result;
 }

【讨论】：