線程不安全遞減/遞增 - 爲什麼主要是正面的？

我想了解一下不安全遞減的結果/ Java中的線程遞增，所以我的程序：線程不安全遞減/遞增 - 爲什麼主要是正面的？

主要類：

public class Start { 

    public static void main(String[] args) { 

     int count = 10000000, pos = 0, neg = 0, zero = 0; 

     for (int x=0; x<10000; x++) { 

      Magic.counter = 0; 

      Thread dec = new Thread(new Magic(false, count)); 
      Thread inc = new Thread(new Magic(true, count)); 

      dec.start(); 
      inc.start(); 

      try { 
       inc.join(); 
       dec.join(); 
      } catch (InterruptedException e) { 
       System.out.println("Error"); 
      } 

      if (Magic.counter == 0) 
       zero++; 
      else if (Magic.counter > 0) 
       pos++; 
      else 
       neg++; 
     } 

     System.out.println(Integer.toString(neg) + "\t\t\t" + Integer.toString(pos) + "\t\t\t" + Integer.toString(zero)); 
    } 
}

主題類：

public class Magic implements Runnable { 

    public static int counter = 0; 

    private boolean inc; 
    private int countTo; 

    public Magic(boolean inc, int countTo) { 
     this.inc = inc; 
     this.countTo = countTo; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 

     for (int i=0;i<this.countTo;i++) { 

      if (this.inc) 
       Magic.counter++; 
      else 
       Magic.counter--; 
     } 

    } 
}

我已經運行編程幾次，並總是獲得更積極的結果，然後消極。我也嘗試改變哪些線程開始的順序，但這並沒有改變。一些結果：

Number of results < 0 | Number of results > 0 | Number of results = 0 

1103    8893    4 
3159    6838    3 
2639    7359    2 
3240    6755    5 
3264    6728    8 
2883    7112    5 
2973    7021    6 
3123    6873    4 
2882    7113    5 
3098    6896    6

來源

2011-10-20 Nazin

你可能想使Magic.counter變量波動，否則操作可以重新排序和/或它的價值可能每個線程的寄存器進行緩存。 – prunge

我敢打賭，你會看到完全相反的行爲有以下變化（即，反枝不改變任何東西）：

if (this.inc) 
    Magic.counter--; // note change, and lie about `this.inc` 
else 
    Magic.counter++;

如果真，什麼可能這是否表示關於線程交互的這個表示？

現在，爲了好玩，讓Magic.counter易變 - [結果如何變化？

除去volatile和if/else與lock怎麼辦？（A lock確保完整的內存圍欄並建立關鍵區域，應始終產生完美結果。）

快樂編碼。

需要考慮的事情：

代碼只看小於或大於零，而不是總的漂移/變化：+1或-1是所有需要乍舌。（擴展收集的數據可能會更有用。）
由於需要跳轉，所以執行「else」分支需要的時間稍長一些;通常這是一個非問題，但超過1000萬個週期......一個或兩個並不多。
缺乏揮發性/記憶柵欄的葉子太多 lee-way在Magic.counter變量的可見性。（我相信符合JVM實際上可能會產生更糟糕的結果...）
++和--運算符本質上是非原子的。
線程交錯通常是「非確定性」的。如果在多個內核中執行，則更少。

來源

2011-10-20 21:45:35

更改Magic.counter的順序 -/++「幫助」一點點，但它不完全相反:)它像5,5k負面，4,5k正面 – Nazin

@Nazin有趣的，謝謝你回報:)其中一個問題是++和 - 是非原子的，線程以這樣一種方式交織，即讀/寫是「拆分」（線程之間的操作原子性和值可見性）。 'volatile'應該有助於值可見性，但是不足以確保關鍵區域（因此是原子）'++/- '操作。 – 2011-10-20 22:10:51

@Nazin也許有人對[特定] JVM實現有更復雜的細節可能知道爲什麼'++'和'--'在這方面似乎不完全對稱。我可以在這個級別提供的最好的是「非確定性」;-) – 2011-10-20 22:15:43

一般來說，這是由於Java內存模型的工作原理。您正在兩個不同的線程中訪問共享變量而不同步。變量聲明不穩定，也不會運行atomar操作。缺少協調和atomar或volatile變量將導致內部優化由JVM執行的線程代碼。此外，未跨越內存屏障的非易失性變量（即）將導致每個線程緩存值 - 因此兩個緩存中的線程本地副本衝突。由於在Java中缺乏順序一致性模型，複雜的運行時優化以及所使用的JVM和底層系統（單核或多核，超線程）的特性，所以不可能確定性地預測結果 - 僅僅因爲它違反了Java語言模型的幾個多線程約定。在同一臺機器上運行完全相同的代碼可能仍然會導致類似的結果，但由於線程調度，其他操作系統進程的CPU使用等影響，它們不可能完全相同。

這裏有一些資源有關JMM：http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/

來源

2011-10-20 22:23:07

線程不安全遞減/遞增 - 爲什麼主要是正面的？

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