• Java使用volatile关键字进行同步,结果不对


    关注 码龄 粉丝数 原力等级 -- 被采纳 被点赞 采纳率 我的bug呢 2024-04-18 23:47 采纳率: 57.1% 浏览 2 首页/ 编程语言 / Java使用volatile关键字进行同步,结果不对 javaleetcode Java使用volatile关键字进行同步,结果不对,Leetcode上面的题目:https://leetcode.cn/problems/print-in-order/ class Foo { static volatile boolean first = false; static volatile boolean second = false; public Foo() { } public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException { // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line. printFirst.run(); first = true; } public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException { while(!first){ } // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line. printSecond.run(); second = true; } public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException { while(!second){ } // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line. printThird.run(); } } 展开全部 收起 写回答 好问题 0 提建议 追加酬金 关注问题 微信扫一扫 点击复制链接 分享 邀请回答 编辑 收藏 删除 结题 收藏 举报 追加酬金 (90%的用户在追加酬金后获得了解决方案) 当前问题酬金 ¥ 0 (可追加 ¥500) ¥ 15¥ 20¥ 50¥ 100¥ 200 支付方式 扫码支付 二维码出错 点击刷新 支付金额 15 元 提供问题酬金的用户不参与问题酬金结算和分配 支付即为同意 《付费问题酬金结算规则》 结题 再想想 删除 再等等

    6条回答 默认 最新

    • 专家-赤兔[在线] 全栈领域优质创作者 2024-04-18 23:47
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      引自免费微信小程序:皆我百晓生

      在Java中,volatile关键字用于确保共享变量的可见性,即当一个线程修改了某个volatile变量后,其他线程可以立即看到这个变化。然而,它并不能提供原子性(atomicity)保证,这意味着在多线程环境下,volatile变量的读写操作可能会被拆分成多个步骤,导致不可预测的结果。

      在这个问题中,firstsecond 变量应该用来协调三个线程的执行顺序,但是它们并没有达到预期的效果。要解决这个问题,你需要引入额外的同步机制,比如使用java.util.concurrent.locks.Lock接口提供的锁来确保线程安全。

      这里是一个使用ReentrantLock来实现正确同步的示例:

      import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
      
      class Foo {
          private final ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();
          private final ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();
      
          public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
              lock1.lock();
              try {
                  printFirst.run();
                  lock2.lock();
              } finally {
                  lock1.unlock();
              }
          }
      
          public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
              lock2.lock();
              try {
                  printSecond.run();
                  lock2.unlock();
              } finally {
                  lock2.unlock();
              }
          }
      
          public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
              lock2.lock();
              try {
                  printThird.run();
                  lock2.unlock();
              } finally {
                  lock2.unlock();
              }
          }
      }
      

      这段代码中,我们使用了两个ReentrantLock实例:lock1lock2first() 方法获取 lock1 的锁,然后在释放 lock1 之前获取 lock2 的锁。这样就确保了 first()second() 之前执行。类似地,second()third() 都会先获取 lock2 的锁,这使得 second() 总是在 first()third() 之前执行。

      注意,每个方法都在 finally 块中解锁相应的锁,即使在运行过程中发生异常,也能确保锁会被正确释放,防止死锁。

      现在,如果你按照这个修改后的代码运行,你应该能得到期望的输出结果:“firstsecondthird”。

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    • 码农阿豪 Java领域优质创作者 2024-04-18 23:47
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      让阿豪来帮你解答,本回答参考chatgpt3.5编写提供,如果还有疑问可以评论或留言
      问题描述: 在Leetcode上的一个题目中,使用了Java中的volatile关键字进行同步,但是结果不对。 解决方案: 在多线程编程中,使用volatile关键字可以保证线程可见性和防止指令重排,但是不能保证原子性。在题目中,使用volatile关键字保证了两个线程之间的变量可见性,但是没有保证原子性,导致结果不对。 代码分析: 在题目中,使用volatile关键字声明了两个boolean类型的变量:first和second。在第一个方法中将first设为true,第二个方法中判断first是否为true,如果为true就执行第二个方法中的代码,将second设为true,第三个方法同理。在这个过程中,如果两个线程同时访问变量first,就会发生竞态条件,导致结果不对。 例如,假设第一个线程访问first并将其设为true,第二个线程也在访问first,在第一个线程将first设为true之前,第二个线程就进入了while循环,等待first变为true,进入第二个方法中执行代码,将second设为true,此时第一个线程才将first设为true,但是此时第二个线程已经进入了第三个方法中执行代码,导致结果为"third->second->first",而不是"first->second->third"。 解决办法: 可以使用synchronized关键字保证两个线程之间的同步和互斥,保证结果正确。 代码实现: class Foo {
      private int flag = 0;
      public Foo() {}
      public synchronized void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
          while (flag != 0) {
              wait();
          }
          printFirst.run();
          flag = 1;
          notifyAll();
      }
      public synchronized void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
          while (flag != 1) {
              wait();
          }
          printSecond.run();
          flag = 2;
          notifyAll();
      }
      public synchronized void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
          while (flag != 2) {
              wait();
          }
          printThird.run();
          notifyAll();
      }
      

      } 在这个实现中,使用了一个私有的flag变量来表示当前执行的阶段,每个方法中都使用了synchronized关键字进行同步,当flag的值不满足条件时,线程就会进入wait状态,等待其他线程的唤醒。当一个线程执行完一个方法后,将flag的值设为下一个阶段的值,并唤醒其他线程。 这样就能保证每个线程在执行代码时都是互斥的,而且能够正确地输出结果。

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    • Kwan的解忧杂货铺 Java领域优质创作者 2024-04-18 23:47
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      晚上好🌙🌙🌙
      本答案参考ChatGPT-3.5

      在Java中,volatile关键字主要用于保证变量的可见性和禁止指令重排序。

      然而,使用volatile关键字不能完全保证线程的正确同步,因为volatile只能保证变量的可见性,但无法保证变量的原子性。在这个特定的问题中,使用volatile关键字不足以保证线程间的正确同步。

      该问题要求按序输出三个线程的Runnable。为了达到这个目的,需要使用一种更强的同步机制,例如使用锁或信号量。

      以下是通过使用锁来解决这个问题的示例代码:

      import java.util.concurrent.locks.*;
      
      class Foo {
          private Lock lock;
          private Condition condition;
      
          public Foo() {
              lock = new ReentrantLock();
              condition = lock.newCondition();
          }
      
          public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
              lock.lock();
              try {
                  // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line.
                  printFirst.run();
                  condition.signalAll();
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
          }
      
          public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
              lock.lock();
              try {
                  while (!condition.await(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                      // wait for the first thread to finish
                  }
                  // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line.
                  printSecond.run();
                  condition.signalAll();
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
          }
      
          public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
              lock.lock();
              try {
                  while (!condition.await(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                      // wait for the second thread to finish
                  }
                  // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line.
                  printThird.run();
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
          }
      }
      

      在这个示例代码中,通过使用锁和条件变量来保证线程的顺序执行。在每个方法中,先通过lock()方法获取锁,并在finally块中使用unlock()方法释放锁。通过await()方法来等待前一个线程的完成,然后通过signalAll()方法通知下一个线程开始执行。

      请注意,上述代码仅展示了一种解决方案,还有其他方法可以实现线程的有序执行,例如使用信号量或CountDownLatch等。具体选择哪种方法取决于具体的需求和情况。

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    • GISer Liu 2024-04-18 23:53
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      该回答引用自GPT-3.5,由博主GISer Liu编写:

      首先,让我们来分析一下问题。题目要求实现一个三个线程按序打印的程序,要求第一个线程先打印 "first",第二个线程打印 "second",第三个线程打印
      "third"。但是在给出的代码中,使用了 volatile 关键字来进行同步,但是实际上并不能保证线程的执行顺序,因为 volatile 只能保证可见性,不能保证原子性。
      解决方案应该是使用其他方式来实现线程的顺序执行,比如使用 synchronized 关键字或者 Lock
      接口来进行同步控制。
      以下是修改后的代码:
      javaCopy code

      class Foo {
      private boolean firstFinished;
      private boolean secondFinished;
      private final Object lock = new Object();
      public Foo() {
      firstFinished = false;
      secondFinished = false;
      }
      public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
      synchronized (lock) {
      // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line.
      printFirst.run();
      firstFinished = true;
      lock.notifyAll(); // 唤醒等待的线程
      }
      }
      public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
      synchronized (lock) {
      while (!firstFinished) {
      lock.wait(); // 当前线程等待
      }
      // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line.
      printSecond.run();
      secondFinished = true;
      lock.notifyAll(); // 唤醒等待的线程
      }
      }
      public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
      synchronized (lock) {
      while (!secondFinished) {
      lock.wait(); // 当前线程等待
      }
      // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line.
      printThird.run();
      }
      }
      }
      

      这个解决方案使用了一个对象锁 lock,并且在每个方法内部通过 synchronized
      关键字来获取该锁,保证了每次只有一个线程能够执行。在 first 方法中执行完任务后,调用 notifyAll()
      唤醒所有等待的线程,然后在 secondthird 方法中通过 while
      循环来判断条件是否满足,如果不满足则调用 wait() 方法使当前线程等待,直到条件满足。

      如果该回答解决了您的问题,请采纳!如果没有,请私信联系或评论您的疑惑

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    • 专家-百锦再 全栈领域优质创作者 2024-04-19 00:03
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      class Foo {private volatile boolean firstExecuted;
      private volatile boolean secondExecuted;

      public Foo() {firstExecuted = false;
      secondExecuted = false;
      }
      public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {printFirst.run();
      firstExecuted = true;
      }
      public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {while (!firstExecuted) {// Waiting for the first method to be executed}printSecond.run();
      secondExecuted = true;
      }
      public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {while (!secondExecuted) {// Waiting for the second method to be executed}printThird.run();
      }}

      在这个代码示例中,我们使用volatile关键字来同步多线程之间的可见性。当一个线程更改了firstExecuted或者secondExecuted的值,其他线程可以立即看到这些更改。这里的关键点是第二个和第三个方法都包含一个while循环,以确保第一个和第二个方法已经被执行。这样就可以按照要求依次打印 "
      first"
      、"
      second"
      和 "
      third"


      有问题你别着急,评论留言都可以,看到马上就回复,尽量及时补充齐
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    • 我的bug呢 2024-04-19 20:10
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      怀疑可能是指令重排导致的

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  • 原文地址:https://ask.csdn.net/questions/8090994