java - 为什么在 Java 中打印所有正在运行的线程可以解除应用程序的阻塞？

Question

我在 JavaFX 中创建了一个 GUI 应用程序，它与串行设备通信(我使用 jssc connector )。当我想获取数据时，我发送一个通信，然后等待 1 秒，直到 wait 函数终止。当我单击其中一个按钮(用于启动设备、用于识别等)时，除其他外，还会发送通信。在开发过程中，我注意到一个错误——通信挂起(但只有在接收消息时，我仍然可以发送单向通信，即启动设备)当我点击太多按钮太快或我单击发送多个通信的按钮时.

通信主要由我自己的类SerialPortDevice处理。我创建一个类类型的对象，然后调用特定的方法。这是等待消息的方法:

private String waitForMessage() throws SerialPortException {
    long operationStartTime = System.currentTimeMillis();
    long connectionTimeout = SerialPortCommunicationParameters.CONNECTION_TIMEOUT_IN_MILLIS;
    String resultMessage = "";
    do {
        if (readEventOccurred) {
            System.out.println();
            resultMessage = receiveMessage();
            System.out.println("After receiving a message");
            messageReceived = true;
        }
    } while (((System.currentTimeMillis() - operationStartTime) < connectionTimeout) && (!messageReceived));
    if (!readEventOccurred) {
        resultMessage = NO_RESPONSE;
    }
    System.out.println("Time elapsed: " + (System.currentTimeMillis() - operationStartTime + "ms"));
    return resultMessage;
}

只有当标志 readEventOccured 为真时，您才能注意到消息正在接收。它由我的 SerialPortEventListener 实现处理:

class SerialPortDeviceReader implements SerialPortEventListener {
  private SerialPortDevice device;

  SerialPortDeviceReader(SerialPortDevice device) {
      this.device = device;
  }

  public void serialEvent(SerialPortEvent event) {
      if (event.isRXCHAR()) {
          System.out.println("Serial Event Occured!");
          device.setReadEventOccurred(true);
      }
  }
}

readEventOccured 是 SerialPortDevice 类中的一个 boolean 字段，它包含 waitForMessage 函数。此外，waitForMessage 由另一个函数 singleConversation 调用:

String singleConversation(String testMessage) {
    String resultMessage = NO_RESPONSE;
    try {
        openConnection();
        sendMessage(testMessage);
        resultMessage = waitForMessage();
        closeConnection();
    } catch (SerialPortException e) {
        e.printStackTrace();
        return resultMessage;
    }
    System.out.println();
    readEventOccurred = false;
    messageReceived = false;

    return resultMessage;
}

... 这是唯一将 readEventOccured 设置为 false 的函数。它是 SerialPortDevice 类中的“顶级”函数，用于处理与设备之间的通信发送和接收。
所以通信看起来像这样:
单击按钮 -> 按钮处理程序调用 -> device.singleCommunication(buttons_specific_communicate) -> 一些方法运行，然后进入 waitForMessage -> 方法等待事件 1s -> 事件发生(每次 - 我获取“串行事件发生”通信)-> readEventOccured 被设置为 true -> 如果还有一些时间(总是有 一些 时间，一切都持续一毫秒)，正在接收消息在 waitForMessage 方法中。

如果我点击按钮有一个短暂的延迟(在人类意义上，例如 2-3 秒)，或者我不点击这些确实会在其处理程序中发送多个通信的按钮，则没有问题。在不同的情况下会发生奇怪的事情。我仍然收到消息“发生串行事件”(所以我想 readEventOccured 也被设置为 true)但是 waitForMessage 函数没有执行

if(readEventOccured)

语句的代码。此外，我必须再次运行应用程序才能与设备通信(我的意思是接收数据，发送工作完美)。

解决我的问题的方法是向 readEventOccured 标志添加“volatile”修饰符(顺便说一句，事情进展得很快)。但这并没有让我高兴。我想让代码在没有“ volatile ”的情况下正确运行。我的同事想出了一个主意，当我单击按钮并调用通信时正在创建的线程出了点问题——也许某些东西在某处阻塞了其他东西？我做的第一件事是打印所有当前正在运行的线程和...伙计，它解决了一个问题。应用程序不再挂起。真的，我执行了 10-20 次“悬挂”场景，有和没有

      Set<Thread> threadSet = Thread.getAllStackTraces().keySet();
      System.out.println(threadSet);

在 waitForMessage 方法和结果的开头是明确的 - 它以某种方式解决了我的问题。
我几乎可以肯定获取和打印线程本身不是解决方案。顺便说一句，这是正在做的事情，但我找不到这是什么。有什么有用的信息吗？也许更好地理解 Java 中的线程会对我有所帮助？还是其他原因？

干杯

Answer 1

你正在做的是 textbook example of what happens when there are no visibility guarantees .如果我们将您的代码提炼成基本部分，我们会得到如下内容:

boolean flag = false;

void consume() {
    while (true) {
       if (flag) {
          //we received flag, hooray
       }
    }
}

void produce() {
    flag = true;
}

现在，如果 produce() 和 consume() 在不同的线程中运行，绝对不能保证 consume() 永远看到 flag 设置为 true。 volatile 创建一个内存屏障，这意味着这些变量的所有读/写都将完全有序。

虽然您在代码中还有很多 System.out.println() 行。这些使图片复杂化，因为它们本身是同步的，因此创建 happens-before relationships在代码的不同部分之间。不幸的是，他们没有创建正确的序列，但再输入一些，您可以不小心得到正确的序列。这里的关键词是“偶然”，你根本不应该依赖这种行为。

因此将 readEventOccurred 标记为 volatile 可以解决问题，但更进一步我们可以看到您的 waitForMessage() 自旋等待，这很少是个好主意。我会看一下 CountDownLatch例如，为类似场景设计的类。 (一个更好的候选人是它的密友，CyclicBarrier。)