— Привет, Амиго! Вчера мы обсудили преимущества и удобства, которые несет с собой многонитиевость (multithreading). Теперь пора взглянуть и на минусы. А они, к сожалению, не маленькие.

Раньше мы смотрели на программу, как на набор объектов, которые вызывают методы друг друга. Теперь все стало немного сложнее. Программа – это скорее набор объектов, по которым лазает несколько «маленьких роботиков» – нитей – и выполняют команды, содержащиеся в методах.

Формально – второе не отменяет первое. Это все еще объекты, и они все еще вызывают методы друг у друга. Но нужно не забывать, что нитей – несколько, и каждая нить выполняет свою работу – свое задание.

Программа становится сложнее. Разные нити меняют состояние разных объектов в соответствии с задачей, которую каждая из них выполняет. И могут мешать друг другу.

Но самое страшное происходит глубоко внутри Java-машины. Как я уже рассказывала, видимая одновременность работы нитей достигается за счет того, что процессор постоянно переключается с одной нити на другую. Переключился на нить, поработал 10 миллисекунд, переключился на следующую нить, там поработал 10 миллисекунд и так далее. И тут возникает проблема: переключение может произойти в самый неподходящий момент. Пример:

Код первой нити Код второй нити
System.out.print ("Коле");
System.out.print ("");
System.out.print ("15");
System.out.print ("");
System.out.print ("лет");
System.out.println ();
System.out.print ("Лене");
System.out.print ("");
System.out.print ("21");
System.out.print ("");
System.out.print ("год");
System.out.println ();
Ожидаемый вывод на консоль
Коле 15 лет
Лене 21 год
Итоговый порядок Код первой нити Код второй нити
System.out.print ("Коле");
System.out.print ("Лене");
System.out.print (" ");
System.out.print (" ");
System.out.print ("15");
System.out.print ("21");
System.out.print (" ");
System.out.print (" ");
System.out.print ("лет");
System.out.println ();
System.out.print ("год");
System.out.println ();
System.out.print ("Коле");
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
System.out.print (" ");
System.out.print ("15");
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
System.out.print (" ");
System.out.print ("лет");
System.out.println ();
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
System.out.print ("Лене");
System.out.print (" ");
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
System.out.print ("21");
System.out.print (" ");
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
System.out.print ("год");
System.out.println ();
Реальный вывод на консоль
Коле Лене  15 21 лет
год

Или вот еще пример:

Код Описание
class MyClass
{
private String name1 = "Оля";
private String name2 = "Лена";
public void swap()
{
String s = name1;
name1 = name2;
name2 = s;
}
}
Метод swap меняет местами значения переменных name1 & name2.

Что же будет если его вызывать из двух нитей одновременно?

Итоговый порядок Код первой нити Код второй нити
String s1 = name1; //Оля
name1 = name2; //Лена
String s2 = name1; //Лена(!)
name1 = name2; //Лена
name2 = s1; //Оля
name2 = s2; //Лена
String s1 = name1;
name1 = name2;
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
name2 = s1;
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
//исполняется другая нить
String s2 = name1;
name1 = name2;
//исполняется другая нить
name2 = s2;
Итог
Обе переменных имеют значение «Лена».
Объект «Оля» был перезатерт и потерян.

— Кто бы мог подумать, что при элементарном присваивании возможны такие ошибки?

— Да, но для этой проблемы есть решение. Но об этом немного позже – у меня горло пересохло.