Java多线程测试出现误导性结果：为什么单线程测试没问题，而多线程测试却失败了？

Java多线程的隐患：线程不安全与误导性测试

多年来，多线程编程一直困扰着不少Java开发人员。文章中提供的代码片段就是一个典型的例子，它展示了线程不安全的代码可能产生的意外结果。

问题描述

要测试的代码是一个名为El的类，该类只有一个count字段和两个方法：add()和get(). add()方法将count递增，而get()方法返回count的值。

错误的测试

使用线程池测试El类时，结果并不是预期中的100，这意味着该代码不是线程安全的。然而，使用单独的线程进行测试时，结果却总是100，这似乎表明该代码是线程安全的。

原因分析

这种不一致的结果是由三个因素造成的：

• 线程调度：使用线程池时，多个线程可能会交错执行 El 类的 add() 方法，这会导致 count 的值不正确。
• 休眠时间：在第一次测试中，我们使用了 Thread.sleep(100) 休眠线程，这给了其他线程时间来执行 add() 方法并修改 count 的值。而第二次测试中没有休眠线程，导致 El 类的 add() 方法可能在其他线程执行之前完成。
• 单向递增：El 类的 add() 方法只增加了 count 的值，没有递减操作。这进一步增加了出现线程不安全问题的可能性，因为多个线程可能会同时尝试增加 count 的值。

解决办法

要修复El类中的线程不安全性问题，需要对代码进行一些修改：

• 使用synchronized关键字同步add()方法，这将确保同一时间只有一个线程可以执行该方法。
• 添加get()和add()方法的单元测试，以彻底验证其线程安全性。
• 在El类中添加递减方法，以允许线程减少count的值，模拟现实场景中的使用情况。

通过实施这些更改，El类将成为一个真正的线程安全类，无论使用线程池还是单独的线程，测试结果都将如预期的那样可靠。

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