java - lock.tryLock() 线程安全吗？

Question

我尝试了使用同步、lock.lock()和lock.tryLock()的线程竞赛程序，我发现使用同步和lock.lock()工作得很好，但lock.tryLock()本身不是线程安全的。此方法无法获取锁，因此会产生意外结果

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {


            Resources resources = new Resources();
            Thread userThread1 = new Increment(resources);
            Thread userThread2 = new Decrement(resources);
            userThread1.start();
            userThread2.start();
            userThread1.join();
            userThread2.join();

            System.out.println(resources.getCounter());
        }
    }

    private static abstract class UserThread extends Thread {
        protected Resources resources;

        public UserThread(Resources resources) {
            this.resources = resources;
        }

    }

    private static class Increment extends UserThread {

        public Increment(Resources resources) {
            super(resources);
        }

        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                resources.increemnt();

            }

        }
    }

    private static class Decrement extends UserThread {

        public Decrement(Resources resources) {
            super(resources);
        }

        public void run() {

            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                resources.decrement();

            }

        }
    }

    private static class Resources {

        public ReentrantLock getLock() {
            return lock;
        }

        private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

        public int getCounter() {
            return counter;
        }

        private int counter = 0;

        public void increemnt() {
            if (lock.tryLock()) {
                try {
                    counter++;
                } finally {
                    lock.unlock();
                }

            }
        }

        public void decrement() {
            if (lock.tryLock()) {
                try {
                    counter--;
                } finally {
                    lock.unlock();
                }

            }
        }
    }

}

预期:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0实际输出:每次运行都是随机的

Answer 1

tryLock 方法是线程安全的。它可靠地完成了它应该做的事情(根据 javadoc)。

但是，您使用trylock 的方式会导致increment 和decrement 实现非线程安全。如果您要在这种情况下使用 trylock，则需要执行以下操作:

try {
    while (!lock.tryLock()) { }  // Try to get the lock until you get it
    counter++;
} finally {
    lock.unlock();
}

但这不是一个好主意，因为您实际上正忙于等待锁。使用 Lock 的更好解决方案是:

try {
    lock.lock();  // Block until the lock is acquired.
    counter++;
} finally {
    lock.unlock();
}

但是如果您追求无锁解决方案，那么您应该使用原子类型:

• java.util.concurrent.atomic.LongAdder ( javadoc ) 对于 Java 8 及更高版本，
• java.util.concurrent.atomic.AtomicLong ( javadoc ) 自 Java 5 以来的所有 Java 版本。

显然，如果存在大量争用，LongAdder 的性能会更好:

• How LongAdder performs better than AtomicLong

<小时/>

请注意，线程安全实际上是一个很难精确定义的概念。您需要从算法的正确行为的行为规范开始。然后你就可以说是该算法的一个实现。

Definition: When the algorithm is correct according to the specification when run on system with one processor, then it is thread-safe if it is also always correct according to the specification when there are multiple processors.

由此，我们看到:

• 如果算法在单处理器情况下不满足其行为规范，那么线程安全就毫无意义，并且
• 如果算法无法使用多个处理器，线程安全就毫无意义。