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标题: 多线程安全问题 [打印本页]

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作者: pengbin    时间: 2015-7-24 12:45
标题: 多线程安全问题
下面这个生产消费的程序为什么会产生安全问题？

package test;
import java.util.concurrent.locks.*;

class test
{
public static void main(String[] arsg)
{
  Res r = new Res();
  produce pro = new produce(r);
  consumer con = new consumer(r);
  
  Thread t1 = new Thread(pro);
  Thread t2 = new Thread(pro);
  Thread t3 = new Thread(con);
  Thread t4 = new Thread(con);
  
  t1.start();
  t2.start();
  t3.start();
  t4.start();
}
}
class Res
{
private boolean flag =  false;
public static int count = 0;
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition con_set = lock.newCondition();
private Condition con_out = lock.newCondition();

public void set()
{
  lock.lock();
  try
  {
   while(flag)
    con_set.await();
   System.out.println("生产者*******"+count++);
   flag = true;
   con_out.signal();
  }
  catch(Exception e)
  {
   System.out.println("*****************************");
  }
  finally
  {
   lock.unlock();
  }
}

public void out()
{
  lock.lock();
  try
  {
   while(!flag)
    con_out.await();
   System.out.println("*******消费者*******"+count++);
   flag = false;
   con_set.signal();
  }
  catch(Exception e)
  {
   System.out.println("*****************************");
  }
  finally
  {
   lock.unlock();
  }
}
}
class produce implements Runnable
{
Res r;
produce(Res r)
{
  this.r=r;
}
public void run()
{
  
  
   while(Res.count<=100000)
   {
    r.set();
   }
  
}
}
class consumer implements Runnable
{
Res r;
consumer(Res r)
{
  this.r=r;
}
public void run()
{
  
   while(Res.count<=100000)
   {
    r.out();
   }
  
   
  
}
}

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2015-7-24 12:44 上传

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作者: boboyuwu    时间: 2015-7-24 12:45
楼主经过我仔细研究  没问题真的count变量改一下别2个都count++  ,  
关于上面哥们说的:     怀疑是这样的，某时刻消费者1抢到锁对象，进入同步代码快，判断条件不符，await()了，就放弃了锁对象，但是它仍处于同步代码区。然后消费者2抢到了锁对象，判断条件也不符，也await()了，放弃了锁对象，它也仍处于同步代码区。下一次恰好生产者1抢到锁对象，判断条件符合，执行完后signal()，这个时候同时唤醒了两个消费者，由于他们都已经在同步代码区，所以他们判断条件符合就并发访问了共享数据count。
请看>>>     消费者try里面的while（！flag） 我们假设消费者1消费一次,然后消费者1又获取权限由于flag=false,等待了，  消费者2获取权限进来也等待了, 就算生产者同时唤醒了消费者2次,消费者1消费一次,flag又等于false这个时候消费者2是唤醒的取得执行权位置在await()那,这个时候注意！！！while（！flag）里面是true那么这个时候就算消费者2执行也要返回判断一下吧,里面是true不又在那await（）了，无论如何那个哥们你告诉我2个消费者就算被同时唤醒，他怎么同时执行2次  无论消费者1或2只要消费过一次是不是!flag都变成true了是不是另一个都进while判断了  恩？

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作者: chaotongyou    时间: 2015-7-24 21:31
线程多弄了一次

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作者: 1158865593    时间: 2015-7-25 07:10
还没有学到这一块。。。。

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作者: pengbin    时间: 2015-7-26 13:20

chaotongyou 发表于 2015-7-24 21:31
线程多弄了一次

大哥，哪个地方的线程多弄了一次？

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作者: nightingale    时间: 2015-7-26 14:14
我来说说，希望对你有帮助。
首先从程序设计意图上，是要实现多个生产者和多个消费者操作共同资源Res，且每生产一个产品，必须要被消费后，才能再生产。
总体思路没有问题，就是实现起来的时候出了些小问题。

1，count计算器设计得不好，从运行结构可以看出，消费的数目要比生产的多一个，应该生产的数量和消费的数量一致才比较合理。
具体应该把set()方法中的生产输出语句改成，System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"生产者*******" + (++count));
然后再把out()方法中的消费输出语句改成，System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"*******消费者*******" + count);

2，Producer和Consumer类中的循环语句的条件无法限定生产和消费的数量，当然如果只是单纯想让程序不要无限循环这样设置是没问题的。
否则，限定生产消费数量就必须在循环内部额外进行判断，因为等待和唤醒后的操作都是在大循环中完成的，无法判断到大循环上设置的条件。

3，书写规范问题，类名首字母需要大写。

下面是修改后的代码：

1. import java.util.concurrent.locks.Condition;
   
2. import java.util.concurrent.locks.Lock;
   
3. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
   
4. 
   
5. public class WaitAndSignalByCount {
   
6. 
   
7.         public static void main(String[] args) {
   
8.                 Res r = new Res();
   
9.                 Produce pro = new Produce(r);
   
10.                 Consumer con = new Consumer(r);
    
11. 
    
12.                 Thread t1 = new Thread(pro);
    
13.                 Thread t2 = new Thread(pro);
    
14.                 Thread t3 = new Thread(con);
    
15.                 Thread t4 = new Thread(con);
    
16. 
    
17.                 t1.start();
    
18.                 t2.start();
    
19.                 t3.start();
    
20.                 t4.start();
    
21.         }
    
22. }
    
23. 
    
24. class Res {
    
25.         private boolean flag = false;
    
26.         public static int count = 0;
    
27.         private Lock lock = new ReentrantLock();
    
28.         private Condition con_set = lock.newCondition();
    
29.         private Condition con_out = lock.newCondition();
    
30. 
    
31.         public void set() {
    
32.                 lock.lock();
    
33.                 try {
    
34.                         while (flag && count<100000)
    
35.                                 con_set.await();        //-->0,1 10000
    
36.                         if (count>=100000){
    
37. //                                生产数量已到，唤醒本方所有线程，让本方所有线程能够结束。
    
38.                                 con_set.signalAll();
    
39. //                                当前线程返回大循环判断条件。
    
40.                                 return;
    
41.                         }
    
42.                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"生产者*******" + (++count));
    
43.                         flag = true;
    
44.                         con_out.signal();
    
45.                 } catch (Exception e) {
    
46.                         System.out.println("*****************************");
    
47.                 } finally {
    
48.                         lock.unlock();
    
49.                 }
    
50.         }
    
51. 
    
52.         public void out() {
    
53.                 lock.lock();
    
54.                 try {
    
55.                         while (!flag && count<100000)
    
56.                                 con_out.await();        //-->2,3
    
57.                         if (count>100000)
    
58.                                 return;
    
59.                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"*******消费者*******" + count);
    
60.                         flag = false;
    
61.                         con_set.signal();
    
62.                         if(count>=100000){
    
63.                                 count++;
    
64. //                                消费数量已到，唤醒本方所有线程，让本方所有线程能够结束。
    
65.                                 con_out.signalAll();
    
66. //                                当前线程结返回大循环判断条件。
    
67.                                 return;
    
68.                         }
    
69.                 } catch (Exception e) {
    
70.                         System.out.println("*****************************");
    
71.                 } finally {
    
72.                         lock.unlock();
    
73.                 }
    
74.         }
    
75. }
    
76. 
    
77. class Produce implements Runnable {
    
78.         Res r;
    
79.         Produce(Res r) {
    
80.                 this.r = r;
    
81.         }
    
82. 
    
83.         public void run() {
    
84. 
    
85.                 while (Res.count<100000) {
    
86.                         r.set();
    
87.                 }
    
88.         }
    
89. }
    
90. 
    
91. class Consumer implements Runnable {
    
92.         Res r;
    
93.         Consumer(Res r) {
    
94.                 this.r = r;
    
95.         }
    
96. 
    
97.         public void run() {
    
98. 
    
99.                 while (Res.count<=100000) {
    
100.                         r.out();
     
101.                 }
     
102.         }
     
103. }

复制代码

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作者: lizf2010    时间: 2015-7-26 21:29
没找出问题的原因

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作者: a12366456    时间: 2015-7-27 17:16
怀疑是这样的，某时刻消费者1抢到锁对象，进入同步代码快，判断条件不符，await()了，就放弃了锁对象，但是它仍处于同步代码区。然后消费者2抢到了锁对象，判断条件也不符，也await()了，放弃了锁对象，它也仍处于同步代码区。下一次恰好生产者1抢到锁对象，判断条件符合，执行完后signal()，这个时候同时唤醒了两个消费者，由于他们都已经在同步代码区，所以他们判断条件符合就并发访问了共享数据count。不过如果这样，那两个99987下面应该是99989，跳过99988的，这个也没想明白

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作者: JustForYou    时间: 2015-7-29 23:40
唉，表示即将学到。。。

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作者: CtrlChengAo    时间: 2015-8-1 21:17
兄弟，要确保现成的安全性，需要在现成执行代码中加入同步，即synchornized的。加入同步可以保证多个现成不会同时对同步代码进行操作，也就避免了安全问题

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作者: 醉翁之意不在酒    时间: 2015-8-2 07:33
三中情况需要用到同步，

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作者: boboyuwu    时间: 2015-8-2 19:45

a12366456 发表于 2015-7-27 17:16
怀疑是这样的，某时刻消费者1抢到锁对象，进入同步代码快，判断条件不符，await()了，就放弃了锁对象，但是 ...

线程不unlock释放锁另一个消费者进的来？

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作者: a12366456    时间: 2015-8-2 21:43

boboyuwu 发表于 2015-8-2 19:45
线程不unlock释放锁另一个消费者进的来？

因为它await了，就放弃了锁对象，而这几个线程是共用一个锁对象，其他线程就可以进来同步代码区了。某个线程的推进顺序下刚好两个消费者线程await了，又刚好被生产者唤醒，同时这两个消费者可不会从代码的最开始处执行，而是从await的地方开始执行。所以，应该让消费者之间也互斥访问共享数据。

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作者: boboyuwu    时间: 2015-8-2 21:59
用你程序测试多遍没问题你debug再试试？
package text;



import java.util.concurrent.locks.*;


class Res
{
private boolean flag =  false;
public static int count = 0;
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition con_set = lock.newCondition();
private Condition con_out = lock.newCondition();

public void set()
{
  lock.lock();
  try
  {
   while(flag)
    con_set.await();
   System.out.println("生产者>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"+(++count));
   flag = true;
   con_out.signal();
  }
  catch(Exception e)
  {
   System.out.println("*****************************");
  }
  finally
  {
   lock.unlock();
  }
}

public void out()
{
  lock.lock();
  try
  {
   while(!flag)
    con_out.await();
   System.out.println("*******消费者*******"+count);
   flag = false;
   con_set.signal();
  }
  catch(Exception e)
  {
   System.out.println("*****************************");
  }
  finally
  {
   lock.unlock();
  }
}
}
class produce implements Runnable
{
Res r;
produce(Res r)
{
  this.r=r;
}
public void run()
{
  
  
   while(Res.count<=100000)
   {
    r.set();
   }
  
}
}
class consumer implements Runnable
{
Res r;
consumer(Res r)
{
  this.r=r;
}
public void run()
{
  
   while(Res.count<=100000)
   {
    r.out();
   }
  
  }
}
public class text{
public static void main(String[] args)
{
  Res r = new Res();
  produce pro = new produce(r);
  consumer con = new consumer(r);
  
  Thread t1 = new Thread(pro);
  Thread t2 = new Thread(pro);
  Thread t3 = new Thread(con);
  Thread t4 = new Thread(con);
  
  t1.start();
  t2.start();
  t3.start();
  t4.start();
}
}

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作者: boboyuwu    时间: 2015-8-2 22:04

a12366456 发表于 2015-8-2 21:43
因为它await了，就放弃了锁对象，而这几个线程是共用一个锁对象，其他线程就可以进来同步代码区了。某个 ...

signal()
          唤醒一个等待线程。  看到了么  我想知道生产者1怎么唤醒2个线程

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作者: a12366456    时间: 2015-8-3 00:31

boboyuwu 发表于 2015-8-2 22:04
signal()
          唤醒一个等待线程。  看到了么  我想知道生产者1怎么唤醒2个线程 ...

是的，不好意思，这个我说错了

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作者: 739994889    时间: 2015-8-18 19:28
必须顶一个

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