一道“简单”的面试题, 直接上代码
public class P1 {
private long b = 0;
public void set1() {
b = 0;
}
public void set2() {
b = -1;
}
public void check() {
System.out.println(b);
if (0 != b && -1 != b) {
System.err.println("Error");
}
}
}
问题
调用 set1()、set2()、check()，会打印出 Error 么？
求真
public static void main(final String[] args) {
final P1 v = new P1();
// 线程 1：设置 b = 0
final Thread t1 = new Thread() {
public void run() {
while (true) {
v.set1();
}
};
};
t1.start();
// 线程 2：设置 b = -1
final Thread t2 = new Thread() {
public void run() {
while (true) {
v.set2();
}
};
};
t2.start();
// 线程 3：检查 0 != b && -1 != b
final Thread t3 = new Thread() {
public void run() {
while (true) {
v.check();
}
};
};
t3.start();
}
使用 3 个线程分别重复执行 set1()、set2()、check()。执行输出结果部分如下：
0
执行环境：
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_31-b05)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 20.6-b01, mixed mode, sharing), 32bit
“确实打印了 Error，并且打印了 4294967295、-4294967296。我勒个去，神马情况？”
重新审视题目，以一个专业程序员的严谨，并经过无数次 Google 后....似乎发现了问题所在。
“这确实是一个并发问题！”
分析
这道题目有两个陷阱，分别考察了对并发执行的理解，以及对 JVM 基础（赋值操作）的掌握。
陷阱一：并发执行
并发执行就是多个操作一起执行，CPU 执行不同上下文（可理解为不同线程）发过来的指令。操作系统上层看上去就像是并行处理一样。
也就是说，在编程语言层面，一个简单的操作同样需要考虑并发问题。
check() 中的 if 判断上和设值是存在并发的，不能保证 0 != b 这个判断真（此时 b 为 -1）后恰好 b 被赋值为 0 时判断 1 != b。
除此外，无论 JVM、操作系统、CPU 层面对指令如何优化、重排，最终都是逐一执行单一指令，唯一不同的就是不同层面可能会对执行加以限制，比如加入原子操作，最终保证 CPU 能够完整执行一组指令。
陷阱二：JVM 赋值操作
一些赋值操作不是原子性的。“纳尼？”
Java 基础类型中，long 和 double 是 64 位长的。32 位架构 CPU 的算术逻辑单元（ALU）宽度是 32 位的，在处理大于 32 位操作时需要处理两次。
“这不是<计算机组成原理与汇编>么”，顿时感到大学白上了，不懂学以致用。。。
题目执行打印 4294967295、-4294967296 就是因为读高 32 位或低 32 位时被其他写覆盖了（看一下这两个数字的二进制就知道了）。
Java 已经是封装底层细节很好的语言了，但依然需要注意这些陷阱，可以使用并发处理包 java.util.concurrent.atomic 中包含了一系列无锁原子操作类型，也可以使用 volatile 关键字保证线程间变量的可见性。
其实这道题目只要解决了并发问题，也就保证了每个执行单元（set1()、set2()、check()）中赋值、比较的正确性。可以把同步方法执行看作序列化的事务，各中操作不会相互影响。
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