确保 Java 函数在并发执行时的正确性

并发 java 函数的正确性可以通过以下方式实现：使用无共享和不可变对象来消除对同步的需求。必要时，使用同步，如锁或信号，以保护共享的可变状态。使用原子操作来实现不可中断的更新操作。使用线程本地变量、单元测试和并发测试工具来全面测试并发性。

确保 Java 函数并发执行时的正确性

并发执行在现代软件开发中无处不在。它允许应用程序同时执行多个任务，以提高效率和响应能力。然而，当并发函数实现不当时，可能会导致意外行为和错误。

本文将在这里讨论 Java 在编写并发函数时，保证其正确性的技术，并提供实战案例来说明这些原则。

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没有共享和不可变的对象

最简单的方法之一是使用无共享和不可变的对象。这意味着函数不能从外部修改共享状态或内部状态。这可以消除同步或其他并发性的需要。

同步

如果共享状态不可避免，则需要使用同步。Java 它提供了包括锁、信号量和同步容器在内的多种同步机制。锁是一种允许线程独家访问共享资源的轻量级机制。

例如，以下代码使用锁来保护共享计数器的并发访问：

public class Counter {
    private int count = 0;
    private final Object lock = new Object();

    public int increment() {
        synchronized (lock) {
            return ++count;
        }
    }
}

原子操作

作为单一操作，原子操作是一系列不可中断的操作。Java 例如，提供原子类 AtomicInteger，它们可以用来更新共享变量，而无需显式同步。

使用以下代码 AtomicInteger 来原子地增加计数器：

public class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public int increment() {
        return count.incrementAndGet();
    }
}

测试并发性

并发代码的测试非常重要，因为它有助于识别和防止意外行为。线程本地变量可以使用assertTrue 和 assertThat 等待断言和其他并发测试工具来测试并发性。

例如，使用以下单元进行测试 assertTrue 验证并发计数器的正确值：

@Test
public void testConcurrency() {
    Counter counter = new Counter();
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
    List<Callable<Integer>> tasks = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        tasks.add(() -> counter.increment());
    }
    executor.invokeAll(tasks);
    executor.shutdown();
    assertTrue(counter.get() == 10000);
}

结论

通过遵循这些原则，在并发执行中可以编写正确性 Java 函数。这些原则包括使用无共享和不可变的对象、同步、原子操作和并发性综合测试。

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