在java中的屏障线程之间共享局部变量值答案

【问题标题】：Share local variable value between barrier threads in java在java中的屏障线程之间共享局部变量值
【发布时间】：2021-12-11 06:55:31
【问题描述】：

我一直致力于实现一个自定义的循环障碍，它将传递给 await 方法的值相加，并在调用 notify 后将总和返回给所有线程。

代码：

public class Barrier {

    private final int parties;
    private int partiesArrived = 0;

    private volatile int sum = 0;
    private volatile int oldSum = 0;

    public Barrier(int parties) {
        if (parties < 1) throw new IllegalArgumentException("Number of parties has to be 1 or higher.");
        this.parties = parties;
    }

    public int getParties() { return parties; }

    public synchronized int waitBarrier(int value) throws InterruptedException {
        partiesArrived += 1;
        sum += value;
        if (partiesArrived != parties) {
            wait();
        }
        else {
            oldSum = sum;
            sum = 0;
            partiesArrived = 0;
            notifyAll();
        }
        return oldSum;
    }

    public int getNumberWaiting() { return partiesArrived; }
}

这可行，但我听说有一种方法可以将值sum 和oldSum（或至少oldSum）更改为waitBarrier 方法的局部变量。然而，在我绞尽脑汁之后，我没有看到任何方法。

有没有可能，如果有，怎么做？

【问题讨论】：

oldSum，当然。但是sum 怎么可能是一个局部变量呢？线程不能共享局部变量。如果线程不相互共享，它们如何计算总和？
@SolomonSlow，你能详细说明一下oldSum是如何变成局部变量的吗？
嗯，...去掉oldSum的类级声明，在waitBarrier(...)函数内声明int oldSum。
@SolomonSlow 不起作用。总和不会相同
和什么一样？只有一笔。您只使用oldSum 作为临时存储来保存它，以便您可以在返回之前的值之前设置sum = 0。

标签： java concurrency barrier shared-variable

【解决方案1】：

您可以返回sum 并让第一方清除它：

public synchronized int waitBarrier(int value) throws InterruptedException {
    if (partiesArrived == 0) {
        sum = 0;
    }

    partiesArrived++;
    sum += value;

    if (partiesArrived == parties) {
        notifyAll();
    } else {
        while (partiesArrived < parties) {
            wait();
        }
    }

    return sum;
}

请注意，对于spurious wakeups，应始终在循环中检查等待条件。此外，sum 不需要是 volatile，如果它不在 synchronized 块之外访问。

【讨论】：

你说的是真的，但它没有回答 OP 的问题，即“如果 sum 是一个局部变量，这怎么能工作？”
@SolomonSlow （或至少oldSum）

【解决方案2】：

然而，在我绞尽脑汁之后，我看不到路。

确实如此。

有没有可能，如果有，怎么做？

这是不可能的。

为了一些证据：

尝试将本地变量标记为volatile。它不起作用：编译器不允许这样做。 为什么不呢？因为 volatile 必然是无操作的：本地变量 不能与其他线程共享。

有人可能会认为这是“分享”本地人：

void test() {
   int aLocalVar = 10;
   Thread t = new Thread(() -> {
     System.out.println("Wow, we're sharing it! " + aLocalVar);
   });
   t.start();
}

但它是一些语法糖把你绊倒在那里：实际上（你可以用javap -c -v 确认这一点，以显示javac 为这段代码生成的字节码），本地的副本 var 被交给这里的块。这就解释了为什么在java中，上面的代码编译失败除非你试图共享的变量是[A]标记final或[B]可能被如此标记而没有错误（这被称为“变量实际上是最终的”）。如果 java 允许您像这样访问非（有效）决赛，并且 java 使用可用的复制机制，那将令人难以置信的混乱。

当然，在 java 中，所有的非基元都是引用。指针，用其他一些语言的说法。因此，您可以“共享”（不是真的，它将是一个副本）一个本地变量，但仍然可以得到您想要的（在 2 个线程之间共享状态），因为当您获得变量的副本时，该变量只是一个指针。就像这样：如果我有一张纸，它是我的，但我可以把它扔进复印机，也给你一份，我们似乎不能分享状态。我在纸上划的任何东西都不会神奇地出现在你的纸上；这不是巫毒纸。但是，如果我的纸上有房子的地址，我把它抄下来递给你一份，感觉就像我们在分享：如果你走到房子里，我不知道，把一块砖头扔进窗户，然后我走过去，我可以看到它。

java 中的许多对象是不可变的（砖块无法穿透），并且原语不是引用。一种解决方案是使用 AtomicX 系列，它们只是对原语或引用的简单包装，使它们可变：

AtomicInteger v = new AtomicInteger();
Thread t = new Thread(() -> {v.set(10);});
t.start();
t.yield();
System.out.println(t.get());
// prints 10

但这里并没有实际分享本地人。该线程获得了对位于堆上的单个 AtomicInteger 实例的引用的副本，并且两个线程最终都“走到了房子”，在这里。

【讨论】：