Программирование мьютекса на Java

Вы создаете состояние гонки и используете вращающуюся блокировку. Вращающиеся блокировки не рекомендуются в Java. Рассмотрим следующее:

Один поток начинает выполняться, а два других ждут. Два других потока ждут. Два других потока теперь устанавливают мьютексы одновременно и оба начинают выполняться, что дает вам нечетное значение J, потому что они оба изменяют его одновременно.

Что исправить:

Внедрите методологию synchronized Java. Synchronized — это внутренний метод Java для обеспечения безопасности потоков и контроля. Никаких вращающихся замков!

Измените MyThread на следующее:

public class MyThread extends Thread {
private static int j = 0;

public void run() {
    synchronized(this) {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            j += i;
        }
    }
    System.out.println(j);
}

Synchronized может окружать любые критические части кода, которые могут привести к условиям гонки, одновременному изменению данных и т. д. Обратите внимание на отсутствие специальной блокировки. Обратите внимание, что synchronized принимает свой собственный объект в качестве параметра, так как вы синхронизируете контроль над этим объектом, но при желании вы можете так же легко использовать другие объекты в качестве параметра, что дает вам больше гибкости при блокировке.

Остальная часть вашего кода будет работать точно так же!

Надеюсь это поможет!

(1) Ваша функция test_and_set() выглядит так, как будто она должна эмулировать аппаратную инструкцию с таким же именем, которая использовалась во многих компьютерных архитектурах. Но что должно возвращать test_and_set()? Подсказка: он должен сообщать вызывающей стороне, «выиграл» ли вызывающий мьютекс.

(2) С вашим test_and_set() есть большая проблема: он не атомарный. Если вы задавались вопросом, почему компьютер с инструкциями «тест» и «установка» также должен иметь инструкцию test_and_set (также известную как TAS), это потому, что инструкция TAS является атомарной. Я предполагаю, что вам нужно больше узнать о том, что это значит (см. 4 ниже).

(3) ТАС архаичен. Современные компьютеры реализуют нечто более мощное, называемое «Сравнить и поменять местами» или «Сравнить и установить» (CAS). Если вы хотите узнать, как работают современные алгоритмы синхронизации, вам следует использовать CAS вместо TAS.

В стандартной библиотеке Java есть реальная, действительно атомарная функция CAS, которую вы можете вызвать: это java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger.CompareAndSet(...). http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/atomic/AtomicInteger.html

(4) Вероятно, вам не следует пытаться научиться писать функции/объекты синхронизации, пока вы не приобретете больше опыта использования их. Что вас выдает, так это то, что вы не синхронизировали свою функцию test_and_set(). Если вы этого не знали, значит, у вас нет большого опыта написания многопоточного кода.

Сначала узнайте, как использовать объекты синхронизации. http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/ Затем вы можете беспокоиться о том, как они реализованы.

Для вашей задачи есть класс java.util.concurrency.Semaphore:

package test;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MyThread extends Thread {
    private static int j = 0;
    private static final Semaphore mutex = new Semaphore(1, true);

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!mutex.tryAcquire(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                System.out.println("Thread waiting.");
            }
        }
        catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("Thread interrupted.");
            return;
        }

        try {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) { // Start of Critical section
                j += i;                     //

            }
            System.out.println(j);       // End of Critical section
            // Should add on 55 to j if one thread is running through the CS
        }
        finally {
            mutex.release(); // Thread that has finished the CS sets the mutex to 0.
        }
    }
}