整数同步未正确锁定[重复]

Question

我有一些代码使用synchronized 来保护我递增count++ 的计数器。

我希望我正确地保护了代码部分并因此得到2_0000_0000，因为这将是count 在多线程执行多次之后的正确值。

但是，在运行代码时，我得到的值低于预期的2_0000_0000，好像我的synchronized 没有正确保护代码部分。

为什么会这样，我做错了什么？

public class Test {
    private static Integer count = 0;

    private static void add10K() {
        long idx = 0;
        while (idx++ < 1_0000_0000) {
            synchronized (count){
                count += 1;
            }
        }
    }

    public static long calc() {
        Thread th1 = new Thread(Test::add10K);
        Thread th2 = new Thread(Test::add10K);
        th1.start();
        th2.start();
        try {
            th1.join();
            th2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(calc());
    }
}

Answer 1

问题描述

Javas synchronized 将锁存储在变量后面的实际对象中，而不是变量本身中。

因此，当您将不同的对象分配给变量时，您将拥有一个新的新锁。

现在，当您执行count++ 时，这实际上不会修改Integer，而是返回一个新的Integer 对象（该类是不可变的）。所以count 变量被重新赋值。

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为了帮助解释我的观点，请考虑以下情况：

Person person = new Person("John");
...
synchronized (person) {
    ...
}

锁存储在 John 中，而不是变量person 本身中。所以当有人现在这样做时：

person = new Person("Jane");

synchronized 块不再受保护，可以再次进入，因为 Jane 中还没有锁定。

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对象锁定习语

这就是为什么只应该在final 变量上加锁，以避免这个问题。此外，您应该专门为此目的指定一个特定对象。针对您的情况的惯用修复方法是：

private static final Object lock = new Object();

然后改为同步：

synchronized (lock) { ... }

其他非常常见的选择是锁定类或this（用于非静态情况）。例如synchronized (Test.class)。不过，拥有一个专门的对象有一些好处。

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资源

如果你喜欢书籍，请参考Effective Java，Item 82解释私有对象锁定成语：

请注意，lock 字段被声明为 final。这可以防止您无意中更改其内容，这可能导致灾难性的不同步访问（第 78 条）。我们通过最小化锁字段的可变性来应用第 17 条的建议。 锁定字段应始终声明为最终字段。

另见关于What is the use of “private final Object” locking in java multithreading?的SO线程

最后是Oracle Secure Coding Standard§Rule 09. Locking (LCK)#LCK00-J. 本身：

防止此漏洞的一种技术是私有锁定对象习语 [Bloch 2001]。这个习惯用法使用与在类中声明的私有 final java.lang.Object 的实例相关联的内在锁，而不是对象本身的内在锁。这个习惯用法需要在类的方法中使用同步块，而不是使用同步方法。类的方法与敌对类的方法之间的锁争用变得不可能，因为敌对类无法访问私有的最终锁对象。

Answer 2

进行以下更改，它应该可以工作。

static final private Object lock = new Object(); 
private static void add10K() {
       long idx = 0;
       while (idx++ < 100_000_000) {
                synchronized (lock){
                    count += 1;
                }
       }
}

另外，如果你的方法不是静态的，你可以像这样在实例上同步。

synchronized (this) {
        count += 1;
}

但是您的线程调用以及您对calc() 的调用都需要更改以引用实例方法。