Java并发编程实践-教程-05章.pdf

第 1 页 共 32 页 第5章 数据冲突及诊断工具MTRAT 第 5 章 数据冲突及诊断工具MTRAT1 5.1 如何避免数据冲突2 5.1.1 数据冲突与竞争条件2 5.1.2 锁与数据冲突4 5.1.3 采用原子性操作避免数据冲突9 5.1.4 采用Volatile避免数据冲突11 5.1.5ThreadLocal 14 5.2 使用阻塞队列的生产者-消费者模式15 5.3 MTRAT介绍19 5.3.1 有潜在数据冲突的例子20 5.3.2 MTRAT软件介绍22 5.3.3 Mtrat软件测试案例25 5.3.4 Mtrat软件的其他选项27 5.4 使用MTRAT诊断数据冲突28 参考文献：32 Linux公社(LinuxIDC.com) 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。 第 2 页 共 32 页 在前面的章节中，我们已经了解了线程安全和数据冲突的概念，在本章中我们将讲解 如何避免数据冲突，以及如何进行诊断。由于并行程序的不确定性造成并行程序的错误很难 查找，重现和调试，IBM 提供的 MTRAT 工具 可以收集程序的运行时信息，实时分析程序 中所有可能的并行程序错误(如死锁、数据冲突) 。 5.1 如何避免数据冲突 在前面的章节中我们已经了解了数据冲突。当线程之间共享数据引起了并发执行程序 中的同步问题就是数据冲突。 Java 的数据有两种基本类型内存分配模式（不算虚拟机内部类型，详细内容参见虚拟 机规范）：运行时栈和堆两种。由于运行时栈是线程所私有的，它主要用来保存局部变量和 中间运算结果，因此它们的数据是不可能被线程之间所共享的。内存堆是创建类对象和数组 地方，它们是被虚拟机内各个线程所共享的，因此如果一个线程能获得某个堆对象的引用， 那么就称这个对象是对该线程可见的。 编写线程安全的代码，本质上就是管理对状态（state ）的访问，而且通常这些状态都是 共享的、可变的。一个对象的状态就是它的数据，存储在状态变量（state variables ）中，比 如实例域或静态域。对象的状态还包括了其他附属对象的域。 例如，在 Web 网站中，我们为统计系统的点击数设计了一个计数器。由于计数器是被 多用户共享的，每个用户访问时都涉及“读-改-写”等操作，由于这些操作都不是原子的， 计数器有可能出现问题。 两个线程在缺乏同步的条件下，试图同时更新一个计数器时。假设计数器的初始值为 19，在某些特殊的分时里，每个线程都将读它的值，并看到值是 19，然后同时加 1，最后 都将 counter 设置为 20。很显然，这不是我们期望发生的事情：一次递增操作凭空取消了， 一次命中计数被永久地取消了。在基于 Web 的服务中，如果计数器出现这种问题，可能问 题不大，但已经导致严重的数据完整性问题和错误。如各在其他环境中，如银行帐号管理， 那就不可原谅。 在并发编程环境中，这种问题有一个专用的名称叫竞争条件。 5.1.1