Java 自增线程安全性测试及解决方案

i++线程不安全原因

• 多个线程同时访问共享变量i，而JVM允许每个线程存储变量的副本，i++的操作可以分为三步: 取值、自增、写回。存在一个线程在 自增 时，刚好有线程在 取值，因此最后会出现i增加的结果总比预计的结果线程小。
• 测试例:

class TestIPlus {
    private int val = 0;
    public void run() {
        for(int i=0; i<10; i++) {
            this.val = 0;
            final CountDownLatch count = new CountDownLatch(10000);
            for(int j=0; j<100; j++) {
                new Thread(){
                    @Override
                    public void run() {
                        for(int i=0; i<100; i++) {
                            TestIPlus.this.val++;
                            count.countDown();
                        }
                    }
                }.start();
            }
            try {
                count.await();
            } catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(this.val);
        }
    }
}

使i++变得线程安全有3种方式:

• 使用synchronized关键字，将i++写成一个方法，并使用synchronized修饰

public synchronized void incI() {
    this.i++;
}

• 使用Lock，在修改i的位置加锁

private Lock lock = new ReentrantLock();
public void incI() {
    lock.lock();
    try {
        i++;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

• 使用原子类AtomicInteger

class TestIPlus {
    private AtomicInteger val;
    public void run() {
        for(int i=0; i<10; i++) {
            this.val = new AtomicInteger(0);
            final CountDownLatch count = new CountDownLatch(10000);
            for(int j=0; j<100; j++) {
                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for(int i=0; i<100; i++) {
                            // 原子类自增
                            TestIPlus.this.val.getAndIncrement();
                            count.countDown();
                        }
                    }
                }.start();
            }
            try {
                count.await();
            } catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(this.val);
        }
    }
}