Java 中的原始数据类型是线程安全的吗

Question

像

int

和

short

这样的基本数据类型在 Java 中是线程安全的吗？我执行了以下代码，有时看不到预期结果 500。

public class SampleThree extends Thread
{
    static long wakeUpTime = System.currentTimeMillis() + (1000*20);
    static int inT;
    public static void main(String args[])
    {
        System.out.println("initial:" + inT);
        for(int i=0; i<500; i++)
            new SampleThree().start();
        try {
            Thread.sleep(wakeUpTime - System.currentTimeMillis() + (1000*30));
            System.out.println("o/p:" + inT);
        }
        catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void run()
    {
        try {
            long s = wakeUpTime - System.currentTimeMillis();
            System.out.println("will sleep ms: " + s);
            Thread.sleep(s);
            inT++; // System.out.println(inT);
        }
        catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这里并发500个线程会更新int变量

inT

。主线程等待并发更新完成后，打印

inT

值。

查找类似示例此处

Answer 1

它们在三种情况下是不安全的：

• long

  和

  double

  甚至不能保证原子更新（您可以看到来自不同线程的一半写入）
• Java 内存模型 不能保证您会在另一个线程中看到一个线程的最新更新，而无需某种额外的内存屏障
• 递增变量的行为无论如何都不是原子的

使用

AtomicInteger

等进行线程安全操作。

Answer 2

原始类型不是线程安全的。检查这个教程。

Answer 3

我建议使用 java.util.concurrent.atomic 中的类。它们是为线程安全而设计的，在某些情况下，JVM 可以利用硬件功能进行优化。

Answer 4

1. 要在多线程环境中读取/写入值，程序应该具有适当的同步或锁定以防止数据竞争。它与访问哪种数据类型无关。在理想的世界中，我们应该不共享任何内容或只共享不可变对象，这始终是线程安全的。

2. 理论上，根据https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-17.html#jls-17.7，甚至不能确保long/double是原子的 然而，实现趋于原子化，下面的代码在我的环境（64位ubuntu 18.04，Intel 64位CPU，Oracle JDK 8）中打印出任何带或不带易失性关键字的内容，所以在这种情况下它是原子的，我想这适用于所有英特尔/AMD 64 CPU。 我们也可以对 double 做同样的事情，尽管构造带有某些属性来检查的 double 值有点棘手。

public class LongThreadSafe {

    // multiple threads read and write this value.
    // according to the java spec, only volatile long is guaranteed to be atomic
    private static long value = 0;

    private static final int max = (1 << 30) - 1;
    private static final int threadCount = 4;
    static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);

    static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadCount);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                try {
                    // all threads start to work at the same time
                    barrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                for (int j = 1; j < max; j++) {
                    // read value into v2
                    long v2 = value;
                    // check v2 
                    int low = (int) v2;
                    int high = (int) (v2 >> 32);
                    if ((high << 1) != low) {
                        System.out.println("invalid number found high=" + high + ", low=" + low);
                    }
                    // write LongThreadSafe.value again 
                    LongThreadSafe.value = ((long) j << 32) | (long) (j << 1);


                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
        executorService.awaitTermination(10, TimeUnit.MINUTES);
    }
}