Java - 线程和静态变量答案

【问题标题】：Java - Thread and Static variableJava - 线程和静态变量
【发布时间】：2020-08-06 14:11:34
【问题描述】：

刚开始使用 java 中的线程，我无法对我的程序的输出进行推理

public class ThreadExample extends Thread{
    private int info;
    static int x = 0;

    public ThreadExample (int info) {
        this.info = info;
    }

    public void run () {
        if ( info == 1 )    {
            x = 3;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + x);
        } else{
            x = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + x);
        }
    }

    public static void main (String args []) {
        ThreadExample aT1  = new ThreadExample(1);
        ThreadExample aT2  = new ThreadExample(2);
        aT1.start();
        aT2.start();
        System.err.println(x);
    }
}

输出：

Thread-0 3
Thread-1 1
3

为什么即使第二个线程将静态变量的值更改为 1，它也会打印 3？

会有3个线程同时运行吗？

【问题讨论】：

标签： java multithreading java-threads thread-sleep static-variables

【解决方案1】：

如果您在一个线程中更改变量，则它不会立即（或必需永远）对第二个线程可见，除非您使用某种同步原语，例如 Mutex。您还可以使用 AtomicInteger 等原子类来确保在一个线程中所做的更改对另一个线程可见。

in the documentation 提供更多信息。

【讨论】：

我认为volatile 可能是您正在寻找的。这不是原子更新的问题，而是线程缓存的问题。
volatile 实际上还不够。像 Java 中的 x = 2 这样的代码行不能保证在所有平台上都是一条指令。因此，一个线程的 1/2 写入的 volatile 可能变得可见，然后另一个线程的写入的 1/2 可能会变得可见，最终结果可能是乱码。您需要确保原子性或互斥性。
@OliverDain This 不这么说
谢谢@user7。不知道 Java 内存模型保证了 volatiles 的原子性。

【解决方案2】：

两种可能的情况

线程 2 会在线程 1 之前更新 x。您无法根据您看到的打印语句的顺序确定两个线程之间的执行交错方式。
线程确实按照您期望的顺序执行。但由于x 不是volatile，您可能看不到更新后的值。

见 - What is the volatile keyword useful for

【讨论】：

【解决方案3】：

你无法预测线程的结果。

如果您在另一台设备上运行代码或多次运行代码，情况可能会有所不同。

您不能（或不应该）依赖时间或调度程序。

我认为并发/非易失性本身可能不是唯一的问题，但刷新也是您可能需要考虑的问题：

x=3 (ThreadExample(1))
sysout 3 (ThreadExample(1))
syserr x (main thread)
x=1 (ThreadExample(2))
sysout 3 (ThreadExample (2))
flush stdout (caused by jvm exit)
flush stderr (caused by jvm exit)

注意最后的冲洗。 stdout 和 stderr 可能不同步。

这些流被缓冲并随时写入控制台。

虽然可以保证写入 stdout 或 stderr 的两件事以正确的顺序写入，但如果您将一件事写入 stdout 并将另一件事写入 stderr，则不能保证这一点。

还保证打印到stdout 和stderr 的所有内容都在jvm 正常终止时写入（没有kill -9 或类似的）。

如果 jvm 在stderr 之前写入stdout，则可以得到结果。

如果您希望正确打印输出，您可能需要做两件事：

打印后手动调用flush
围绕操作、println 和 flush 创建一个 synchronized 块（或类似块）。（请注意，您可能会失去一些性能/并行性）

如果您想测试刷新是否对您的情况有影响，请在您的 profram 末尾添加System.err.flush();（以便在stdout 之前刷新stderr），看看是否有区别。

另外，我在其他答案中没有找到更多的东西，明确地：JIT 优化。

JIT 编译器可能会对您的程序进行优化。例如，它可以优化：

x=3;
System.out.println(x);

到：

x=3;
System.out.println(3);

以便它打印3，即使在调用println 时它不是3。

【讨论】：

【解决方案4】：

不推荐使用变量在线程之间交换信息。对消息使用 BlockingQueues，对信号使用 Semaphores 和 CountDownLatches。简而言之，一个值的传递不仅要进行静默赋值，还要创建某种事件，以通知其他线程。我喜欢此类对象的“令牌”一词。

【讨论】：

【解决方案5】：

会有3个线程同时运行吗？

是的。第一个线程是主线程，它启动了这一切，它调用了您的public static void main (String args []) 方法。所有代码都在一个线程上运行。然后您的 main 方法启动 2 个线程。既然你从 1 开始，你现在有 3。

至于为什么主线程的最终输出是3 很难回答，因为你有竞争条件。您有 3 个线程读取一个变量，而其中 2 个线程更新，这些都是同时发生的。

x = 3;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + x);

在运行 3 个线程的情况下，很容易假设上面 System.out.println 的输出将是 3，但实际情况是，在将其设置为 3 之后，另一个线程可能已经更新了它，然后当你打印它时，不再是 3。

还要考虑volatile 关键字。没有它，JVM 可能会在线程中缓存共享值的副本，这可能导致跨线程读写时过时。 What is the volatile keyword useful for

【讨论】：

【解决方案6】：

线程的结果是不可预测的。

为了确保一致/可预测的行为，使用 volatile/Atomic 值使更改对其他线程可见

【讨论】：