java - 互斥与原子变量

Question

原子操作 - 有效地同时发生或根本不发生的 Action 例如:java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger

互斥 - 防止同时访问共享资源 Ex: synchronized

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使用互斥方法，SynchronizedCounter 是线程安全的，

class SynchronizedCounter {
    private int c = 0;

    public synchronized void increment() {
        c++;
    }

    public synchronized void decrement() {
        c--;
    }

    public synchronized int value() {
        return c;
    }

}

使用原子变量方法，AtomicCounter 是线程安全的，

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

class AtomicCounter {
    private AtomicInteger c = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        c.incrementAndGet();
    }

    public void decrement() {
        c.decrementAndGet();
    }

    public int value() {
        return c.get();
    }
}

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1) 在上面的代码中，为什么原子变量方法比互斥方法更好？

2) 一般来说，互斥的目标和原子变量的方法不一样吗？

Answer 1

在您的示例中，两个类都提供“功能上”等效的结果，主要区别在于性能。如果您只需要一个简单的计数器，则原子更合适，因为互斥通常会更昂贵。这样做的原因是原子操作由单个 CPU 指令执行，其中互斥需要通常由操作系统处理的更昂贵的高级操作。

互斥允许跨多个变量协调变化。要扩展您的示例，请想象一个更新两个(或更多)计数器的系统。计数器初始化如下；

• a = 0
• b = 1

在下表中，每一行代表一个将导致所需状态的事务。每列都是时间的流逝(例如 CPU 周期)。

该系统的正确性定义如下；

1. 允许过时的读取(例如，完整的先前事务)。
2. 部分读取无效(例如，两个或多个事务的混合 View )。

粗黑线表示可以读取值的同步时间点。使用 Atomics 可以按照演示的顺序执行，这是不受欢迎的。互斥通过阻止或提供过时读取来权衡性能以换取正确性。

为了阐明为什么“正确性”很重要，假设“a”是净收入，“b”是总收入。与提供不相符的值相比，通常更愿意报告过去的事情或说“一瞬间”。