一次 ChatGPT 帮我 debug 多线程同步和变量可见性问题

发表于   |   分类于 CS   |   暂无评论

被 synchronized 修饰的方法：主题

有什么可以帮你的吗

java, openjdk11, 一个语法问题。

被 synchronized 修饰的方法必须是 public void 类型的吗？被 synchronized 修饰的方法有什么作用

被 synchronized 修饰的方法可以是任何方法，不一定是public void类型的。synchronized可用于普通方法、静态方法以及代码块（synchronized(this) 或者 synchronized(锁对象) ）。

synchronized用于多线程同步，在一个线程访问被synchronized修饰的方法或者代码块时，其他试图访问该方法或者代码块的线程将会被阻塞，直到该线程执行完该方法才能释放锁，其他线程才能获得锁并执行。这样可以保证共享资源在同一时刻只能被一个线程访问，避免多个线程同时访问共享资源造成竞态条件从而导致数据错乱。

可以是 private 的？

可以，被 synchronized 修饰的方法可以是 private、protected、public 或者默认访问权限。只要是方法，就可以使用 synchronized 来实现多线程同步。但需要注意的是，被 synchronized 修饰的方法在同步过程中会涉及到锁的竞争和释放过程，如果使用不当会导致死锁、性能问题等问题。因此，需要谨慎使用 synchronized。

我现在的场景是，有一个线程池，固定大小 10，里面每一个线程执行的方法都有 method1() 一直到 method4()，其中每个方法都有可能会产生一些异常，此时我封装了一个 sendExceptionMsg() 方法，在各个 method 中都有调用。现在产生的现象是可能多次调用了 sendExceptionMsg() 方法，是因为这个方法不是同步的吗

是的，sendExceptionMsg() 方法如果没有同步，就有可能会被多个线程并发调用，导致出现多次调用的情况。因此，你需要在 sendExceptionMsg() 方法上添加 synchronized 关键字，使得多线程访问该方法时能够被同步排队，避免重复调用：

public synchronized void sendExceptionMsg(String msg) {
    // 处理异常消息
}

这样，当多个线程并发调用 sendExceptionMsg() 方法时，只有一个线程能够进入该方法进行处理，其他线程需要等待该线程执行完毕才能进入。这样就能保证每个异常只会被处理一次，避免出现多次调用的情况。

实际上我只需要这个异常执行一次。在方法的入口有一个终止信号的检测，如果终止信号进来了，我就会停止当前主线程的执行，但是发现流程状态在刚终止的那会是 aborted，但是过了一会又被写成了 exception，原因就是执行了 sendExceptionMsg() 方法

明白了，你的意思是 sendExceptionMsg() 只需要被执行一次即可，不需要每次出现异常都执行一次。那么你可以将 sendExceptionMsg() 方法中的逻辑稍作修改，在第一次被执行时记录一下，以后就直接返回，避免重复执行。例如：

private boolean sendExceptionMsgExecuted = false;

public synchronized void sendExceptionMsg(String msg) {
    // 如果已经执行过，直接返回
    if(sendExceptionMsgExecuted) {
        return;
    }
    
    // 处理异常消息
    
    // 标记 sendExceptionMsg() 已经执行过
    sendExceptionMsgExecuted = true;
}

上述代码中，我们使用了一个布尔变量 sendExceptionMsgExecuted 来记录 sendExceptionMsg() 是否已经被执行过，初始化为 false。在 sendExceptionMsg() 内部，首先检查 sendExceptionMsgExecuted 是否为 true，如果是，则直接返回，避免重复执行。否则，处理异常消息之后将 sendExceptionMsgExecuted 设置为 true。

这样做的好处是可以保证对于同一个异常，sendExceptionMsg() 只会被执行一次，避免重复调用。

你的方法不错，给了我不错的引导，谢谢

不客气，如果还有其他问题可以继续问我，我会尽力帮助你解决。

private boolean sendExceptionMsgExecuted = false; 那这个变量需要是 volatile 的吗

确实，你提到了一个非常重要的点。由于 sendExceptionMsgExecuted 会被多个线程共享（也就是说，一个线程更新了它的值，其他线程需要能够立即看到最新的值），因此必须使用 volatile 关键字修饰它。这样才能保证可见性和线程安全。下面是更新后的代码：

private volatile boolean sendExceptionMsgExecuted = false;

public synchronized void sendExceptionMsg(String msg) {
    if (sendExceptionMsgExecuted) {
        return;
    }
    // 处理异常消息
    sendExceptionMsgExecuted = true;
}

volatile 关键字可以保证 sendExceptionMsgExecuted 变量的可见性和禁止指令重排序。这意味着，当某个线程修改了 sendExceptionMsgExecuted 变量的值之后，其他线程能够立即看到最新的值（而不是使用缓存或者过期的值）。同时，由于使用了 synchronized 关键字修饰 sendExceptionMsg() 方法，可以保证原子性，避免多线程并发执行 sendExceptionMsg() 导致的竞态条件问题。

总之，使用 volatile 修饰 sendExceptionMsgExecuted 变量是非常必要的。

我原本也有一个变量 stopped，用来标记主线程是否有执行过，但是没有被 volatile 修饰，现在出现的现象就是在终止后依然执行了 sendExceptionMsg()，因为我在方法的入口处已经添加了如下代码

// 如果已经终止了就不用再发异常信息了
if(this.stopped){
    return;
}

现在在终止后依然执行了，我分析出就是两个原因造成的，因为可能存在多线程调用这个方法，所以

  1. 我必须使用 synchronized 修饰这个方法
  2. stopped 变量需要是 volatile，在某个线程中更新了其值，其他线程需要立即知晓它的新值

你的分析是正确的。如果 sendExceptionMsg() 方法可能被多个线程访问，那么必须使用 synchronized 关键字对其进行同步，以避免多个线程同时执行这个方法时出现竞态条件。此外，对于 stopped 变量，确实也需要使用 volatile 关键字来保证多线程共享时的可见性和线程安全，这样才能避免一个线程更新了其值，而其他线程依然使用缓存或者过期的值的问题。

下面是更新后的代码：

private volatile boolean stopped = false;

public synchronized void sendExceptionMsg(String msg) {
    if (stopped) {
        return;
    }
    // 处理异常消息
}

public void stopProcess() {
    stopped = true;
}

在这段代码中，使用了 synchronized 关键字对 sendExceptionMsg() 方法进行同步，保证了每次只有一个线程能够访问这个方法。同时，使用了 volatile 关键字对 stopped 变量进行修饰，保证了其在多个线程中的可见性，并禁止了指令重排序，从而避免了多线程竞争带来的问题。

总之，对于多线程并发访问的情况下，关键变量必须使用 volatile 关键字修饰，以确保其在不同线程中的可见性和线程安全。同时，使用 synchronized 关键字对关键方法进行同步，避免多线程访问时出现竞态条件。

那么这样的话，上面的变量就可以不用定义了，

private boolean sendExceptionMsgExecuted = false;

就这个变量。因为 stopped 已经实现了他的功能

是的，你说得没错。如果在 stopProcess() 方法中将 stopped 变量设置为 true，那么在 sendExceptionMsg() 方法中检查 stopped 变量是否为 true，就可以达到和 sendExceptionMsgExecuted 变量相同的效果了。

因此，如果使用了 stopped 变量，就可以省略 sendExceptionMsgExecuted 变量了。下面是更新后的代码：

private volatile boolean stopped = false;

public synchronized void sendExceptionMsg(String msg) {
    if (stopped) {
        return;
    }
    // 处理异常消息
}

public void stopProcess() {
    stopped = true;
}

在这里，使用了 volatile 关键字对 stopped 变量进行修饰，保证了其在多个线程中的可见性和线程安全。同时，在 sendExceptionMsg() 方法中，检查 stopped 变量是否为 true，如果是，就直接返回，避免了多线程访问时可能出现的异常情况。

总之，使用 stopped 变量替代 sendExceptionMsgExecuted 变量是可行的，并且可以减少代码的复杂度。

ok 谢谢你的指导

不客气，祝你的程序开发顺利！
添加新评论