摘要
最有價值的調試工具是以線程為中心的。大部分 Java 錯誤都與線程交互有關。多線程調試讓開發人員可以查看應用程序中運行的每個線程中的執行情況。
SUN Laura Bennett
多線程調試基礎
最有價值的調試工具是以線程為中心的。大部分 Java 錯誤都與線程交互有關。多線程調試讓開發人員可以查看應用程序中運行的每個線程中的執行情況。
由於執行順序的易變性，查找多線程應用程序中的錯誤比非線程化情況要困難得多。如果可以按相同的可預料順序執行指令，那麼調試這些應用程序就可以變得非常簡單。當然，這將違背多線程化的目標。結果，許多 IDE 調試器在這種情況下都不能起什麼作用，因為單步調試代碼會減緩調試過程，並禁止重新創建錯誤事件。
多線程錯誤的類型
這裡有幾種常見的多線程編碼問題需要密切關注：
訪問違規。當兩個或更多線程試圖訪問同一個內存位置時，會發生這種問題。
死鎖。譬如說 Thread1 鎖定了 ResourceA，而 Thread2 鎖定了 ResourceB。然後Thread1試圖鎖定 ResourceB，並等待 ResourceB 變成可用的。同時，Thread2試圖鎖定 ResourceA 並等待 ResourceA 變成可用的。 結果：死鎖。防止死鎖的一種方法是不要讓進程在設置了鎖定時睡眠。還可以使用 synchronization() 來確保關鍵部分的代碼一次只能由一個線程訪問。
數據爭用錯誤。數據爭用條件會鎖定應用程序，這種情況會時常發生，譬如雙擊鼠標左鍵。在數據爭用的情況下數據通常會遭到破壞。要防止這種錯誤，應使變量不能被多個線程訪問。現在已經有工具可以分析這種問題並標志可能發生數據爭用錯誤的變量。
同步錯誤。進行無用信息收集時可能會發生這種問題。Java 會自動處理無用信息收集。此時，所有線程都會從運行狀態變成暫掛。
使用 synchronized() 方法
不同版本的 JVM 實現線程優先級的方法也可能不同，這會影響線程同步。我們建議您在多個操作系統上測試線程化代碼，以驗證它是否真正是跨平台的。
synchronized() 方法創建了一個模擬鎖定的代碼塊。這個用同步方法描繪的代碼只允許每次只有一個進程運行它。但不要使用太多的 synchronized 調用，因為它們會直接影響代碼性能。實際上，同步停止了多線程化。
以下顯示了使用同步化方法的代碼示例。通過重新設置實例變量中表的最大的列大小，這段代碼將一個元素添加到表中。可以看到多個線程更新同一個變量值可能會造成破壞。使用同步化方法有助於緩和這個問題。
/** Synchronized method to add an element to a table **/
public void addElement( Patient newPatient )
{
synchronized ( lock )
{
Log query = incomingPatient.getLog();
results = query.getAllSearchResults();
for ( int k = 0; k < results.length; k++)
{
.... // add to table
setMaxColSize(MyTable);
tableContents.add(MyTable);
}
}
}
避免多線程錯誤
有一些方法可以避免可怕的線程錯誤：
如果依靠線程優先級來使線程保持同步，那麼測試 JVM 的各種類就顯得非常重要。小心可能發生兩個線程同時賦值給 long 和 double 變量。其討厭的結果是一個線程的更改可能更改某個變量，而第二個線程可能再次改變同一個變量。請考慮對那些變量類型進行同步賦值。
永不使用 stop() 方法。實際上，Java 2 中反對該方法。它會立即停止進程，但又不進行整理，這會導致許多問題，包括死鎖和內存鎖定。 應始終通過從 run() 方法返回來終止線程。
不要重新啟動已停止的線程。run() 方法沒有被調用，而 isAlive() 方法報告錯誤，指出實際上線程已死。
不要獨占 CPU。如果程序的一部分獨占了 CPU，就應該運行 yield() 方法，此方法可以讓其它線程也有機會運行。請參閱這個小示例：
double answer = 0;
for (int i=0; i<10000; i++) {
for (int j = 0; i<10000; j++) {
answer = ((answer * i) + j) / j;
}
Thread.yield(); // Now other threads may run while this
//runs in the background
}
