将递增值插入 ArrayBlockingQueue 和线程安全答案

【问题标题】：Inserting Incrementing value into an ArrayBlockingQueue and thread saftey将递增值插入 ArrayBlockingQueue 和线程安全
【发布时间】：2017-08-12 00:01:22
【问题描述】：

我知道下面代码中的递增不是原子的。我希望递增、插入阻塞队列和打印计数器的值都是原子操作。我知道原子 int，但我正在尝试使用同步来使其工作以用于学习目的。

int counter = 0;
BlockingQueue<Integer> numbers = new ArrayBlockingQueue<Integer>(100);

while(true) {
    numbers.put(counter++);
    System.out.println("Inserted new number: " + counter);
}
... // other code that may take things off the numbers queue..

如果我定义一个名为 increment() 的同步方法，该方法递增、打印和返回并将其传递给 numbers.put(increment());，会怎样？在那种情况下，增加、打印和插入阻塞队列会是一个原子操作吗？

【问题讨论】：

插入会，增量不会，因为它不同步。
现在是我们退一步问的时候了，为什么要以原子方式在阻塞队列中插入数字？我的意思是，除了深奥的原因之外，这里有什么用例（如果有的话）？
用例 = 学习....
您得到了各种形式的答案。 put(counter++) 不是原子的，涉及 2 个不同的操作。为了使其原子化，您需要一个外部监视器。还有什么？

标签： java multithreading synchronized

【解决方案1】：

如果我定义一个名为 increment() 的同步方法，该方法递增、打印和返回并将其传递给 numbers.put(increment()); 会怎样？在那种情况下，增加、打印和插入阻塞队列会是一个原子操作吗？

不，您需要同步两个操作。

否则可能出现以下流程：

线程A调用increment（取回1）
线程 B 调用 increment（取回 2，该部分有效，因为您同步了方法，它不会再获得 1）
线程 B 添加到队列（现在队列在 1 之前有 2）
线程 A 加入队列

这里发生的事情是线程 B “潜入”了线程 A 的两个操作之间。即使您使用 AtomicInteger 来实现计数器，也会发生完全相同的事情。防止这种无效的交错执行的唯一方法是将这两个操作组合在一起，放在一个锁后面。

【讨论】：

谢谢蒂洛。这样就搞清楚了。但是，如果我有一个生产者消费者类型的东西，在生产者线程中，增量正在发生，而在消费者线程中，数字的删除正在发生，是否存在问题？在那种情况下，我们会遇到任何只有 2 个线程的竞争条件吗？一个线程，生产者，另一个线程消费者？您提到的情况只有在有 2 个生产者线程时才会有问题，对吗？
如果您只有一个线程可以通过代码路径运行，您不需要使该代码路径线程安全，是的。在您的示例中，如果只有一个线程与计数器对话并添加到队列中，则不需要同步。永远只有线程 A，没有线程 B。
你是幸运的。谢谢你。最后一个问题！如果我只使用 atomic int 怎么办？那么不管有多少流通过递增、打印和插入该队列的过程，它应该是线程安全的，因为原子 int？
不，您需要同步这两个操作。使用 AtomicInteger，上述交错执行仍然是可能的。 AtomicInteger 仅保证您不会两次获得相同的数字（或丢失的数字），就像同步 increase 方法一样。
谢谢蒂洛。但是你提到我需要在这两种方法上同步。我该怎么做？我需要做synchronized(lock) { numbers.put(counter++);，即使它进入一个arrayblockingqueue...这不是多余的和太多的同步吗？