当System.out.println显示在关键部分中时，多个线程显示例外值

Question

我有以下代码：

public class MyApp {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SharedResource sharedResource = new SharedResource();
Runnable first = () -> {
sharedResource.increment(10000);
};
Runnable second = () -> {
sharedResource.increment(10000);
};
Thread thread = new Thread(first, "FirstThread");
Thread thread2 = new Thread(second, "SecondThread");
thread.start();
thread2.start();
thread.join();
thread2.join();
System.out.println("The value of counter is " + sharedResource.getCounter());
}
}

使用此类：

public class SharedResource {
private int counter;
public void increment(int times) {
for (int x=1; x<=times;x++) {
counter++;
// System.out.println(counter);
}
}
public void decrement() {
counter--;
}
public int getCounter() {
return counter;
}
}

我很好奇为什么这种情况一直发生。

从增量方法中删除System.out.println()时，总值

System.out.println("The value of counter is " + sharedResource.getCounter());

是随机的 - 这是例外，因为多个线程共享同一个counter。

但是，当增量方法上显示System.out.println(counter);时，代码似乎不再具有多线程问题。

计数器的最终结果始终是 20,000，这不包括代码从每个线程中倾斜 10,000 次。谁能解释一下为什么会这样？

Answer 1

这是由于比赛窗口非常小。

默认系统输出是线程安全的 PrintStream：

public void println(int x) {
synchronized (this) {
print(x);
newLine();
}
}

所以基本上线程执行以下操作：

1. 增量计数器(~数十 ns(
2. 等待前一个线程释放锁，获取它并打印到控制台(~毫秒，慢 1000 倍(
3. 转到 1

当你的关键部分比非关键部分长 1000 倍时，你的线程基本上是序列化的，计数器更新重叠的可能性变得非常小，系统输出中没有什么特别的。

证明方法：

1. 您可以编写非线程安全的 PrintStream 实现：

   public class NullPrintStream extends PrintStream {
   public NullPrintStream() {
   // Utility constant from apache-commons
   super(NullOutputStream.NULL_OUTPUT_STREAM);
   }
   @Override
   public void println(int x) {
   // No synchronization here
   }
   }
   

然后通过System.setOut(new NullPrintStream())将其设置为系统，结果将再次开始拍打。

2. 为了在开始时提供更大的比赛窗口，您可以在闩锁上同步您的可运行物，以便它们几乎同时启动：

   CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
   Runnable first = () -> {
   try {
   latch.await();
   sharedResource.increment(10000);
   }
   catch (Exception e) {
   }
   };
   // ... start your threads here
   latch.countDown();
   

然后，如果您运行此示例几次，您将看到类似以下内容(请注意，我将其打印到System.err因为我已覆盖System.out

(计数器的值为 20000

计数器的值是 19996

计数器的值是 19994

计数器的值是 19999

计数器的值为 20000