本文主要是介绍3、共享模型之管程 -- 3.1、共享带来的问题，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1、共享带来的问题
小故事
- 老王（操作系统）有一个功能强大的算盘（CPU），现在想把它租出去，赚一点外快
- 小南、小女（线程）来使用这个算盘进行一些计算，并按照时间给老王支付费用
- 但小南不能一天24小事使用算盘，他经常要小憩一会儿（sleep），又或者是去吃饭上厕所（阻塞io操作），有时还需要一根烟，没烟的时候思绪全无（wait），这些情况称为阻塞
- 在这些时候，算盘没有利用起来（不能收钱了），老王觉得有点不划算
- 另外，小女也想用用算盘，如果总是让小南占着算盘，小女觉得不公平
- 于是，老王灵机一动，想了个办法[让他们每个人用一会，轮流着使用算盘]
- 这样，小南阻塞的时候，算盘可以分给小女使用，反之亦然
- 最近执行的计算比较复杂，需要存储一些中间结果，而学生们的脑容量（工作内存）不够，所以老王申请了一个笔记本（主内存），把一些中间结果先记在本上
- 计算流程是这样的
- 但是由于分时系统，有一天还是发生了事故
- 小南刚读取到初始值0做了个+1运算，还没来得及写会结果
- 老王说[小南，你的时间到了，该别人了，记住结果走吧]，于是小南念叨着[结果是1，结果是1…]，不甘心的到一边待着去了（上下文切换）
- 老王说[小女，该你了]，小女看到笔记本上还写着0做了个-1运算，将结果-1写入笔记本
- 这时小女的时间也用完了，老王又叫醒了小南[小南，把你上次的题目算完吧]，小南将他脑中的结果1写入了笔记本
- 小南和小女都觉得自己没做错，单笔记本里的结果是1而不是0
Java的体现
两个线程对初始值为0的静态变量一个做自增，一个做自建，各做5000次，结果是0吗？
static int counter = 0;static final int times = 5000;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < times; i++) {counter++;}}, "t1");Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < times; i++) {counter--;}}, "t2");t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();log.debug("结果：{}", counter);}
输出
2022/03/04-00:15:33.287 [main] c.Test1 - 结果：332
问题分析
以上的结果可能是正数、负数、零。为什么呢？因为Java中对静态变量的自增、自减并不是原子操作，要彻底理解，必须从字节码来进行分析。
例如对于i++而言（i为静态变量），事假会产生如下的JVM字节码指令：
getstatic i // 获取静态变量i的值
iconst_1 // 准备常量1
iadd // 自增
putstatic i // 将修改后的值存入静态变量i
而对应i--也是类似的：
getstatic i // 获取静态变量i的值
iconst_1 // 准备常量1
isub // 自减
putstatic i // 将修改后的值存入静态变量i
Java的内存模型如下，完成静态变量的自增、自减需要在主内存和工作内存中进行数据交换（这块会在别的章节进行叙述）：
如果单线程，以上8行代码是顺序执行（不会交错）没有问题：
但多线程下这8航大吗可能交错运行：
出现负数的情况：
出现正数的情况：
临界区 Critical Section
- 一个程序运行多个线程本身是没有偶问题的
- 问题出在多个线程访问共享资源
- 多个线程读共享资源其实也没有问题
- 在多个线程对共享资源读写操作时发生指令交错，就会出现问题
- 一段代码内如果存在对共享资源的多线程读写操作，称这段代码为临界区
例如，下面代码中的临界区
static int counter = 0;
static void increment()
// 临界区
{counter++;
}
static void decrement()
// 临界区
{counter--;
}
竞态条件 Race Condition
多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同而导致结果无法预测，称之发生了竞态条件
这篇关于3、共享模型之管程 -- 3.1、共享带来的问题的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
