并发中 atomic BUG 分享

在使用 Java 做性能测试的过程中，遇到过很多自己抗自己的坎儿。在经历过风风雨雨之后，自认为已经是个并发编程的老司机，没想到前两天又丢进了同一个坑中。

保持操作的原子性！！！保持操作的原子性！！！保持操作的原子性！！！

重要的事情写三遍。

事情是这样，要写一个脚本，需求是对所有的用户进行初始化（包含 HTTP 请求），为了加速，自然选择了并发实现。（隐藏需求：每个用户都需要初始化，但可以重复初始化）

为了达到动态调整初始化的 QPS，选择了动态 QPS 实现这个功能。

下面是伪代码的实现：

package com.funtest.temp

class AtomicTest {
    static List<User> users
    static class User {
        String token
        int uid

        void init() {            //用户初始化        }    }
}

初步的思路是使用之前储备的顺序（伪随机）方法：

    /**     * 随机选择某个对象     *     * @param list     * @param index 自增索引     * @param <F>     * @return     */    public static <F> F random(List<F> list, AtomicInteger index) {        if (list == null || list.isEmpty()) ParamException.fail("数组不能为空!");        return list.get(index.getAndIncrement() % list.size());    }

然后通线程安全的随机方法，实现每次请求的时候都使用不同的用户。然后通过识别index的实际地增值来判断是否完成所有用户的遍历。

    static void main(String[] args) {        AtomicInteger index = new AtomicInteger()        def test = {            SourceCode.random(users, index).init()            if (index.get() > users.size()) FunQpsConcurrent.stop()        }        new FunQpsConcurrent(test, "原子操作BUG演示").start()    }

但是 BUG 就来了，当我在测试的发现static List<User> users最后的几个用户始终无法完成用户的初始化。后来经过简单排查，发现了自己的问题。

用了线程安全类，并不是就安全

因为线程安全类在原子操作中是安全的，我下面吧test{}里面的重新分享一下。

        def test = {       1.   def random = SourceCode.random(users, index)       2.   random.init()       3.   if (index.get() > users.size()) FunQpsConcurrent.stop()        }

当第 1 行执行完，index已经递增了。但是其他线程执行到第 3 行，拿到已经递增的index值，然后判断执行了退出程序。

处理方法 3 种：

1. 优化stop()方法，因为一旦index值到达阈值，就强制终止了执行。实际应该等到test{}全部执行完再执行推出程序。

2. 额外增加一个java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger对象，用来统计执行完成的用户数，而不是随机获取到用户数量。

3. 使用线程安全的集合类对象，例如java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue,然后poll()为空再执行退出方法。

今天的分享就到这里，其实 Java 在做性能测试方面还是简单的，多使用多踩坑，很容易掌握的。

知识补充:

在计算机科学中，"atomic"（原子）是指一种不可再分割的操作单位。原子操作是指一个操作或一组操作在执行过程中不会被中断，要么全部执行完成，要么完全不执行，没有中间状态。这样的操作能够确保在多线程或并发环境下，操作的执行是线程安全的，不会发生竞态条件或数据不一致的问题。

原子操作通常用于对共享资源进行修改或访问的场景，比如多线程修改同一个变量、更新共享数据结构等。它可以保证操作的完整性，不受其他线程的干扰，从而避免并发冲突。

在编程中，原子操作通常由特定的原子指令或者使用锁（如互斥锁或读写锁）来实现。在现代编程语言中，也提供了原子操作的支持，比如 Java 中的AtomicInteger等，这些特殊的数据结构或函数允许开发者进行原子操作，确保线程安全性。