如何确保多个线程可以安全地访问类字段？

Question

当多个线程通过 getter 方法访问类字段时，如何维护线程安全？ 同步关键字足够吗？

这安全吗：

public class SomeClass {
    private int val;

    public synchronized int getVal() {
        return val;
    }

    private void setVal(int val) {
        this.val = val;
    }
}

还是设置器会带来更多的并发症？

Answer 1

如果您也在此处的 setter 上使用“同步”，则此代码是线程安全的。 然而，它可能不够细化； 如果您有 20 个 getter 和 setter，并且它们全部同步，则可能会造成同步瓶颈。

在这个特定的实例中，使用单个 int 变量，然后消除“同步”并将 int 字段标记为“易失性”也将确保可见性（每个线程在调用 getter 时将看到“val”的最新值），但它可能不会足够同步以满足您的需求。 例如，

 int old = someThing.getVal();
 if (old == 1) {
    someThing.setVal(2);
 }

当且仅当 val 已经为 1 时，期望将 val 设置为 2 是不正确的。 为此，您需要一个外部锁或某种原子比较和设置方法。

我强烈建议您阅读 Brian Goetz 等人编写的 Java Concurrency In Practice，它对 Java 的并发结构有最好的介绍。

Answer 2

除了 Cowan 的评论< /a>，您可以执行以下操作来进行比较和存储：

synchronized(someThing) {
    int old = someThing.getVal();
    if (old == 1) {
        someThing.setVal(2);
    }
}

这有效，因为通过同步方法定义的锁与对象的锁隐式相同（请参阅 Java 语言规范）。

Answer 3

根据我的理解，您应该在 getter 和 setter 方法上使用同步，这就足够了。

编辑：这是一个链接，指向一些更多信息关于同步和什么不是。

Answer 4

如果您的类仅包含一个变量，那么实现线程安全的另一种方法是使用现有的 AtomicInteger 对象。

public class ThreadSafeSomeClass {

    private final AtomicInteger value = new AtomicInteger(0);

    public void setValue(int x){
         value.set(x);
    }

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

}

但是，如果您添加其他变量以使它们相互依赖（一个变量的状态取决于另一个变量的状态），则 AtomicInteger 将不起作用。

赞同阅读《Java 并发实践》的建议。

Answer 5

对于简单的对象来说这可能就足够了。 在大多数情况下，您应该避免使用synchronized 关键字，因为您可能会遇到同步死锁。

示例：

public class SomeClass {

  private Object mutex = new Object();
  private int    val   = -1; // TODO: Adjust initialization to a reasonable start
                             //       value
  public int getVal() {
    synchronized ( mutex ) {
      return val;
    }
  }

  private void setVal( int val ) {
    synchronized ( mutex ) {
      this.val = val;
    }
  }
}

确保只有一个线程读取或写入本地实例成员。

阅读《Java并发编程(tm)：设计原则和模式(Java (Addison-Wesley))》一书，也许http://java.sun.com/docs/books/tutorial/essential/concurrency/index.html 也很有帮助...

Answer 6

同步的存在是为了防止线程干扰和内存一致性错误。 通过在 getVal() 上进行同步，代码可以保证 SomeClass 上的其他同步方法不会同时执行。 由于没有其他同步方法，因此它没有提供太多价值。 另请注意，对原语的读取和写入具有原子访问权限。 这意味着通过仔细编程，不需要同步对该字段的访问。

请阅读同步。

不太清楚为什么这个值下降到-3。 我只是总结 Sun 的同步教程的内容（以及我自己的经验）。

使用简单的原子变量访问是
比访问这些更有效
通过同步代码的变量，
但需要更多的照顾
程序员避免内存一致性
错误。 是否需要额外的努力
值得取决于大小和
应用程序的复杂性。