java - 两个线程，同一个静态变量，同一个值，并发访问

Question

我一直在努力为下周必须参加的 SCJP 考试做准备，但我遇到了有关 Java 线程 的问题。

1-public class Stone implements Runnable {
2-  static int id = 1;
3-
4-  public void run() {
5-      try {
6-          id = 1 - id;
7-          if (id == 0) {
8-                      pick();
9-          } else {
10-             release();
11-         }
12-
13-     } catch (Exception e) {
14-     }
15- }
16-
17- private static synchronized void pick() throws Exception {
18-     System.out.print("P ");
19-     System.out.print("Q ");
20- }
21-
22- private synchronized void release() throws Exception {
23-     System.out.print("R ");
24-     System.out.print("S ");
25- }
26-
27- public static void main(String[] args) {
28-     Stone st = new Stone();
29-     new Thread(st).start();
30-     new Thread(st).start();
31- }
32-}

• 哪些是真的？ (选择所有适用项。)
• 输出可能是 P Q R S
• 输出可能是 P R S Q
• 输出可能是 P R Q S
• 输出可能是P Q P Q
• 程序可能会导致死锁。
• 编译失败。

答案是:
A、B 和 C 是正确的。因为 pick() 是静态的而 release() 是非静态的，所以是两把锁。如果 pick() 是非静态的，则只有 A 是正确的。

它还表示输出 P Q​​ P Q 并不是一个真正的选项，不可能得到这样的结果。

一开始，我不太相信答案，但后来我发现，作为这个应用程序的结果，我真的不可能看到这个输出。 (跑完课后。)

现在，这就是让我有点困惑的部分，这就是为什么

我认为 P Q P Q 或 R S R S 结果一定是可能的。因为总是有可能出现两个线程的变量 id 完全相同的情况。换句话说，例如，当第一个线程刚执行完第 6 行时，它可以放弃轮到另一个线程，然后另一个线程可以更改变量 id 的值，然后瞧!他们可以愉快地进入同一个 if block 。

我试图一遍又一遍地看到这种情况(使用 Eclipse Juno 和 Java 7)。它只是没有发生。我确定我的思维方式有问题，我想知道它是什么。 我需要知道阻止这两个线程访问处于相同状态的变量 id 的规则是什么。

Answer 1

实际上，有很多可能性，有些可能性极小，但它们仍然有可能，在执行 100 万次执行后，这就是我的发现。

代码:

public class Stone implements Runnable {
    static int id = 1;
    static StringBuffer buffer = new StringBuffer();

    public void run() {
        try {
            id = 1 - id;
            if (id == 0) {
                pick();
            } else {
                release();
            }

        } catch (Exception e) {
        }
    }

    private static synchronized void pick() throws Exception {
        buffer.append("P ");
        buffer.append("Q ");
    }

    private synchronized void release() throws Exception {
        buffer.append("R ");
        buffer.append("S ");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int count = 1000000;
        Map<String, Integer> results = new HashMap<String, Integer>();
        System.out.println("Running " + count + " times...");
        for (int i = 0; i< count; i++) {
            buffer = new StringBuffer();
            Stone stone = new Stone();
            Thread t1 = new Thread(stone);
            Thread t2 = new Thread(stone);
            t1.start();
            t2.start();
            while (t1.isAlive() || t2.isAlive()) {
                // wait
            }
            String result = buffer.toString();
            Integer x = results.get(result);
            if (x == null) x = 0;
            results.put(result, x + 1);
            if (i > 0 && i % 50000 == 0) System.out.println(i + "... " + results.keySet());
        }
        System.out.println("done, results were:");
        for (String key : results.keySet()) {
            System.out.println(" " + key + ": " + results.get(key));
        }
    }
}

结果:

Running 1000000 times...
50000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
100000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
150000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
200000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
250000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
300000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , R P Q S ]
350000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
400000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
450000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
500000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
550000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
600000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
650000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
700000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
750000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
800000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
850000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
900000... [R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
950000... [P Q P Q , R S P Q , P Q R S , P R S Q , P R Q S , R P Q S ]
done, results were:
P Q P Q : 1
R S P Q : 60499
P Q R S : 939460
P R S Q : 23
P R Q S : 2
R P Q S : 15

我认为我们已经证明 P Q P Q 确实是可能的，即使概率极低，大约 百万分之一...

[编辑:另一次运行，显示 R S R S 的不同结果也是可能的:]

done, results were:
 R S R S : 1
 R P S Q : 2
 P Q P Q : 1
 R S P Q : 445102
 P Q R S : 554877
 P R S Q : 5
 P R Q S : 2
 R P Q S : 10