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  1. 1. 竞态条件
  2. 2. 寻找竞态条件
    1. 2.1. 检查并执行
    2. 2.2. 读取后更新，接着写入（计数器）

竞态条件

多线程对一些资源的竞争的时候就会产生竞态条件，如果首先要执行的程序竞争失败排到后面执行了，那么整个程序就会出现一些不确定的bugs。这种bugs很难发现而且会重复出现，因为线程间的随机竞争。一个例子就是无序处理。

竞态条件是并发产生的 Bug，这些Bug 是多线程在同一时间并行执行产生的。

  • 发生时间

    两个线程在操作同一个对象，而该对象却没有任何同步措施，线程交替执行。

  • Eg

    计数器 自增。

    自增不是原子操作，被分成3步：

    1. read

2. update

3. write

    如果两个线程在同一时间都对计数器操作，它们read 到相同的值（线程交替执行，故可能发生），而此时一个线程在update，故计数会被丢失。

    而原子操作不会有上述问题，因为线程不会在原子操作间交替执行。

寻找竞态条件

一般来说，有两种模式易产生竟态条件：

  • 检查并执行

  • 读取后更新，接着写入（计数器）

检查并执行

  • Eg

    单例模式中 getInstance() 

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// 一个线程检查  _instance，发现其为null；
// 该线程开始初始化时（尤其耗时长，进入临界区），另一个线程也来检查，发现为null；
// 最终各自返回自己初始化的实例
public Singleton getInstance(){
	if(_instance == null){   //race condition if two threads sees _instance= null
		_instance = new Singleton();
	}
}
/*
*  避免方法就是用 “synchronized ” 来上锁 ，使其成为原子操作
*/

读取后更新，接着写入（计数器）

  • Eg

    put if absent scenario(没有就添加)

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// contains() 和 put() 均是原子操作；
// 但二者合在一起操作就不是原子操作了。
/*
* 思考：
* 线程1 检查了条件，进入{}被阻塞；
* cpu切换至线程2，线程2 检查了条件，也进入{}被阻塞；
* 那现在我们有俩个线程都进入了{},最后执行结果不可预料
*
*/
if(!hashtable.contains(key)){
	hashtable.put(key,value);
}
//解决方法：“synchronized ”
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  1. 1. 竞态条件
  2. 2. 寻找竞态条件
    1. 2.1. 检查并执行
    2. 2.2. 读取后更新，接着写入（计数器）