具有两个线程的良性数据竞争条件

Question

这是竞争条件吗？

class A {
   int x; 

   update() {
      x = 5; 
   }

   retrieve() {
      y = x; 
   }
}

如果 update() 和 retrieve() 由两个不同的线程调用而没有持有任何锁，假设在共享变量的两次访问中至少有一次写入，这可以归类为竞争条件。但这真的是运行时的问题吗？

Answer 1

没有锁，可能会发生三件事：

1. y 获取 x (5) 的新值。
2. y 获取 x 的旧值（很可能是 0）。
3. 如果写入int 不是原子的，那么y 可以获得任何其他值。

在 Java 中，对 int 的读取是原子的，因此第三个选项不会发生。不保证其他语言的原子性。

使用锁定，前两个选项也可以发生。

不过，根据内存模型的不同，还有一个额外的挑战。在 Java 中，如果写入未同步，则可以任意延迟到下一个同步点（synchronized 块的结尾或对volatile 字段的访问）。类似地，可以从前一个同步点（synchronized 块的开始或对volatile 字段的访问）任意缓存读取。这很容易导致陈旧缓存引起的问题。最终结果是，即使第一个选项应该发生，第二个选项也可能发生。

在 Java 中，始终将 volatile 与可从其他线程访问的字段一起使用，否则您将面临因内存访问重新排序而导致的难以调试的竞争条件。同样的警告也适用于使用类似于 Java 中的内存模型的其他语言 - 您可能需要告诉编译器不要进行这些优化。