浅谈Java多线程编程中Boolean常量的同步问题

2024-09-27 00:24:40

在JAVA中通过synchronized语句可以实现多线程并发。使用同步代码块，JVM保证同一时间只有一个线程可以拥有某一对象的锁。锁机制实现了多个线程安全地对临界资源进行访问。

同步代码写法如下：

代码1：

Object obj = new Object();
...
synchronized(obj) {
 //TODO: 访问临界资源
}

JAVA的多线程总是充满陷阱，如果我们用Boolean作为被同步的对象，可能会出现以下两种情况：

一. 以为对一个对象加锁，实际同步的是不同对象。

代码2：

private volatile Boolean isTrue = false; 

publich void aMethod() {
 ...
 synchronized(isTrue) {
  isTrue = !isTrue;
  //TODO: 访问临界资源
  isTrue = !isTrue;
 }
 ...
}

咋一看上面的代码没有问题，由于使用了synchronized(isTrue)同一时间只能有一个线程访问临界资源，但事实并不是这样。因为false和true这两个常量对应着两个不同的对象。当isTrue产生变化时，很可能导致不同的线程同步了不同的对象。JAVA的自动装箱会将false变为Boolean.FALSE，将true变为Boolean.TRUE（同时这也说明了此处若将false改为Boolean.FALSE其结果也是一样的）。写一个以上情况的测试代码如下：

代码3：

public class BooleanTest { 

  private volatile Boolean isTrue = Boolean.FALSE; //此处用false也一样 

  public void aMethod() {
    for(int i=0;i<10;i++) {
      Thread t = new Thread() {
        public void run() {
          synchronized(isTrue) {
            isTrue = !isTrue;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - isTrue=" + isTrue);
            try{
              Double ran = 1000 * Math.random();
              Thread.sleep(ran.intValue());
            }catch(InterruptedException e) {} 

            if(!isTrue) System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - Oh, No!"); 

            isTrue = !isTrue;
          }
        }
      };
      t.start();
    }
  } 

  public static void main(String... args) {
    BooleanTest bt = new BooleanTest();
    bt.aMethod();
  }
}

运行以上代码，不时的会看到 " - Oh, No!"，表示不同的线程同时进入到synchronized代码块中。

二. 以为同步的是不同对象，实际是一个对象。

有时候我们可能希望在多个对象上进行同步，如果使用了Boolean作为被同步对象，很可能会导致本来应该没有关系的两个同步块使用了相同对象的锁。示例如下：

代码4：

private volatile Boolean aBoolean = Boolean.FALSE; 

private volatile Boolean anotherBoolean = false; 

public void aMethod() {
 ...
 synchronized(aBoolean) {
  //TODO: 访问临界资源1
 }
 ...
} 

public void anotherMethod() {
 ...
 synchronized(anotherBoolean) {
  //TODO: 访问临界资源2
 }
 ...
}

假设原本aMethod和anotherMethod分别会被两组没有关系的线程调用。但是由于Boolean.FALSE和false指向的是同一个对象，可能导致对临界资源2的访问被临界资源1阻塞了（反之亦然）。

以上两种情况说明，在使用同步块时，尽量不用使用Boolean对象作为被同步对象，不然可能会出现意想不到的问题，或者对以后的代码修改造成陷阱。

从此也可以看出，任何对常量的同步都是有风险的。如果一定要对 Boolean 进行同步，一定要用 new 操作符来创建 Boolean 对象。

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