在编写多线程应用程序时,遇到的最常见的问题之一是竞争条件。

我对社区的问题是:

竞态条件是什么? 你如何发现它们? 你是如何处理的? 最后,你如何防止它们的发生?


当前回答

什么是竞态条件?

You are planning to go to a movie at 5 pm. You inquire about the availability of the tickets at 4 pm. The representative says that they are available. You relax and reach the ticket window 5 minutes before the show. I'm sure you can guess what happens: it's a full house. The problem here was in the duration between the check and the action. You inquired at 4 and acted at 5. In the meantime, someone else grabbed the tickets. That's a race condition - specifically a "check-then-act" scenario of race conditions.

你如何发现它们?

宗教代码审查多线程单元测试没有捷径。在此基础上出现了一些Eclipse插件,但还没有稳定的插件。

你如何处理和预防它们?

最好的方法是创建无副作用和无状态的函数,尽可能使用不可变函数。但这并不总是可能的。使用java。util。concurrent。原子的、并发的数据结构、适当的同步和基于参与者的并发将有所帮助。

并发性的最佳资源是JCIP。你也可以在这里得到更多关于上述解释的细节。

其他回答

竞态条件是并发编程中的一种情况,其中两个并发线程或进程争夺资源,最终状态取决于谁先获得资源。

什么是竞态条件?

You are planning to go to a movie at 5 pm. You inquire about the availability of the tickets at 4 pm. The representative says that they are available. You relax and reach the ticket window 5 minutes before the show. I'm sure you can guess what happens: it's a full house. The problem here was in the duration between the check and the action. You inquired at 4 and acted at 5. In the meantime, someone else grabbed the tickets. That's a race condition - specifically a "check-then-act" scenario of race conditions.

你如何发现它们?

宗教代码审查多线程单元测试没有捷径。在此基础上出现了一些Eclipse插件,但还没有稳定的插件。

你如何处理和预防它们?

最好的方法是创建无副作用和无状态的函数,尽可能使用不可变函数。但这并不总是可能的。使用java。util。concurrent。原子的、并发的数据结构、适当的同步和基于参与者的并发将有所帮助。

并发性的最佳资源是JCIP。你也可以在这里得到更多关于上述解释的细节。

当两个或多个线程可以访问共享数据,并且它们试图同时更改数据时,就会发生竞态条件。因为线程调度算法可以在任何时候在线程之间交换,所以您不知道线程将尝试访问共享数据的顺序。因此,数据更改的结果依赖于线程调度算法,即两个线程都在“竞相”访问/更改数据。

当一个线程执行“检查-然后-行动”时,问题经常发生。“check”如果值是X,那么“act”做一些取决于值是X的事情),另一个线程在“check”和“act”之间对值做一些事情。例句:

if (x == 5) // The "Check"
{
   y = x * 2; // The "Act"

   // If another thread changed x in between "if (x == 5)" and "y = x * 2" above,
   // y will not be equal to 10.
}

这一点是,y可以是10,也可以是任何值,这取决于在检查和执行之间是否有另一个线程改变了x。你根本不知道。

为了防止竞争条件的发生,您通常会在共享数据周围放置一个锁,以确保一次只有一个线程可以访问数据。这意味着:

// Obtain lock for x
if (x == 5)
{
   y = x * 2; // Now, nothing can change x until the lock is released. 
              // Therefore y = 10
}
// release lock for x

竞态条件是一种bug,只会在特定的时间条件下发生。

例子: 假设您有两个线程,A和B。

在线程A中:

if( object.a != 0 )
    object.avg = total / object.a

线程B:

object.a = 0

如果线程A在检查完对象后被抢占。a不为空,B将执行a = 0,当线程a将获得处理器时,它将执行“除零”。

这个错误只发生在if语句之后的线程A被抢占时,这是非常罕见的,但它是有可能发生的。

您并不总是希望丢弃竞态条件。如果你有一个可以被多个线程读写的标志,并且这个标志被一个线程设置为“done”,这样当标志被设置为“done”时,其他线程就会停止处理,你不希望这个“竞争条件”被消除。事实上,这可以被称为良性竞态条件。

然而,使用检测竞态条件的工具,它将被视为有害的竞态条件。

更多关于比赛情况的详细信息,请访问http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc546569.aspx。