java - 使该类线程安全

Question

我正在准备考试，我有以下来自上一个考试问题的非线程安全代码:

class Q3 {
    private boolean f[] = new boolean[20];

    public Q3() { 
        for (int j = 0; j < 20; j++) {
            f[j] = true;
        }
    }

    public void negate(int a, int b) {
        for(int j = a; j < b; j++) {
            f[j] = !f[j];
        }
    }

    public void swap(int a, int b) {
        boolean temp = f[a];
        f[a] = f[b];
        f[b] = temp;
    }
}

我通过进行以下调整使其线程安全:

class Q3 {
    private boolean f[] = new boolean[20];

    public Q3() {
        for (int j = 0; j < 20; j++) {
            f[j] = true;
        }
    }

    synchronized void negate(int a, int b) {
        for (int j = a; j < b; j++) {
            f[j] = !f[j];
        }
    }

    synchronized void swap(int a, int b) {
        boolean temp = f[a];
        f[a] = f[b];
        f[b] = temp;
    }
}

但是有人可以向我解释为什么原始代码不是线程安全的吗？我知道如何使代码线程安全，但我仍然不确定为什么代码被定义为线程安全

Answer 1

此答案假设多个线程可能作用于 Q3 对象的同一实例。以swap()方法为例:

public void swap(int a, int b) {
    boolean temp = f[a];
    f[a] = f[b];
    f[b] = temp;
}

如果两个单独的线程都调用 swap() 并交错，则可能会发生以下情况:

Thread one:
boolean temp = f[a];
f[a] = f[b];

Thread two:
boolean temp = f[a];   // his temp = f[b], wrong!

Thread one:
f[b] = temp;           // f[b] = f[b], no swap!

Thread two:
f[a] = f[b];
f[b] = temp;           // f[a] = f[b], wrong

最终结果是 f[a] 和 f[b] 最终都是后者的值，对于两者 线程，这显然不是你想要的。通过使 swap() 方法同步，您可以确保给定线程将原子执行该方法，即给定线程将完成单独使用整个方法，或者不会，中间没有任何内容。