README.md

🎏 fucking-java-concurrency

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📖 English Documentation | 📖 中文文档

👉 通过Demo演示出Java中并发问题。

🍎 整理Demo的原因

• 可以观察到的实际现象 🙈 比 说说的并发原则 🙊 更直观更可信。
• Java语言标准库支持线程，语言本身（如GC）以及应用（服务器端the server side）中会重度使用多线程。
• 并发程序设计在分析和实现中，复杂度大大增加。 如果不充分理解和系统分析并发逻辑，随意写代码，这样的程序用 『碰巧』 能运行出正确结果 来形容一点都不为过。

这里的Demo没有给出解释和讨论，并且都是入门级的 ，更多了解请参见一些并发的问题讨论和资料。

你在开发中碰到的并发问题的例子，欢迎提供（提交Issue)和分享（Fork后提交代码）！ 😘

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• 🍺 无同步的修改在另一个线程中会读不到
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 HashMap的死循环
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 组合状态读到无效组合
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 long变量读到无效值
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 无同步的并发计数结果不对
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 在易变域上的同步
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 对称锁死锁
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 指令重排序导致非final域变量读取错误
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 🍺 线程池循环引用死锁
  • Demo说明
  • 问题说明
  • 快速运行
• 一些并发的问题讨论和资料

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🍺 无同步的修改在另一个线程中会读不到

Demo类NoPublishDemo。

Demo说明

主线程中设置属性stop为true，以控制在main启动的任务线程退出。

问题说明

在主线程属性stop为true后，但任务线程持续运行，即任务线程中一直没有读到新值。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.NoPublishDemo

🍺 HashMap的死循环

这个问题在疫苗：Java HashMap的死循环等多个地方都有讲解。

Demo类HashMapHangDemo，可以复现这个问题。

Demo说明

主线程中开启2个任务线程执行HashMap的put操作。主线程做get操作。

问题说明

通过没有持续的输出判定主线程Block，即HashMap的出现死循环。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.HashMapHangDemo

🍺 组合状态读到无效组合

程序设计时，会需要多个状态记录（状态可以是个POJO对象或是int等等）。常看到多状态读写没有同步的代码，并且写的同学会很自然地就忽略了线程安全的问题。

无效组合 是指 从来没有设置过的组合。

Demo说明

主线程修改多个状态，为了方便检查，每次写入有个固定的关系：第2个状态是第1个状态值的2倍。在任务线程中读取多个状态。
Demo类InvalidCombinationStateDemo。

问题说明

任务线程中读到了 第2个状态不是第1个状态值2倍的值，即是无效值。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.InvalidCombinationStateDemo

🍺 long变量读到无效值

无效值 是指 从来没有设置过的值。

long变量读写不是原子的，会分为2次4字节操作。

Demo类InvalidLongDemo。

Demo说明

主线程修改long变量，为了方便检查，每次写入的long值的高4字节和低4字节是一样的。在任务线程中读取long变量。

问题说明

任务线程中读到了高4字节和低4字节不一样的long变量，即是无效值。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.InvalidLongDemo

🍺 无同步的并发计数结果不对

Demo类WrongCounterDemo。

Demo说明

主线程中开启2个任务线程执行并发递增计数。主线程最终结果检查。

问题说明

计数值不对。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.WrongCounterDemo

🍺 在易变域上的同步

常看到在易变域上的同步代码，并且写的同学会很自然觉得这样是安全和正确的。
# 问题分析见文章链接：在易变域上的同步，对应的英文文章：Synchronization on mutable fields

Demo类SynchronizationOnMutableFieldDemo。

Demo说明

主线程中开启2个任务线程执行addListener。主线程最终结果检查。

问题说明

最终Listener的个数不对。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.SynchronizationOnMutableFieldDemo

🍺 对称锁死锁

# 问题分析见文章链接：对称锁死锁，对应的英文文章：Synchronization on mutable fields
Demo类SymmetricLockDeadlockDemo。

Demo说明

主线程中开启2个任务线程执行。

问题说明

任务线程死锁。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.SymmetricLockDeadlockDemo

🍺 指令重排序导致非final域变量读取错误

Demo类FinalInitialDemo。

Demo说明

writer线程调用类的构造函数，reader线程获取类的非final的成员变量。

问题说明

调用构造函数时,可能会发生指令重新排序,将非final域变量放置在构造函数之外,导致writer和reader线程获取变量的默认初始值(指令顺序不一定发生, 并且需要特定的硬件和 JVM 环境)。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.FinalInitialDemo

🍺 线程池循环引用死锁

Demo类CyclicThreadPoolDeadLockDemo。

Demo说明

该示例展示了在使用线程池时，由于任务间的循环依赖线程池导致死锁的问题，以及如何通过CompletableFuture来避免这种情况。

问题说明

在badCase中，两个线程池pool1和pool2相互提交任务，形成循环依赖。当线程池的线程数耗尽时，所有执行中的任务都在等待其他任务完成，导致死锁。 goodCase通过使用CompletableFuture的异步链式调用，避免了线程池的阻塞，从而解决了死锁问题。

快速运行

./mvnw compile exec:java -Dexec.mainClass=fucking.concurrency.demo.CyclicThreadPoolDeadLockDemo

一些并发的问题讨论和资料

• ibm developerworks - 多核系统上的Java并发缺陷模式（bug patterns）
• stackoverflow - What is the most frequent concurrency issue you've encountered in Java?
• Java Concurrency Gotchas
• Common problems of concurrency (Multi-Threading) in Java
• java tutorial - Concurrency

要深入了解请参见并发方面的系统的资料。