多线程同步异常：基于Semaphore的rendezvous实现偶现阻塞

你的代码出现卡住的核心原因有两个：

1. 变量可见性问题 #

counter变量没有被volatile修饰，线程对它的修改无法及时同步到其他线程的工作内存中。部分线程会一直读取到旧的counter值，卡在while (counter < n)的忙死循环里，永远无法进入后续的临界区代码。

2. 忙等逻辑的不合理性 #

即使解决了可见性问题，忙等会持续占用CPU资源，这不是线程同步的优雅实现方式，应该用信号量来实现线程的阻塞与唤醒。

修复后的代码 #

import java.util.concurrent.*;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

class Main {
    
    private static final int n = 10;
    // 用volatile保证counter的可见性
    private static volatile int counter = 0;
    private static final Semaphore mutex = new Semaphore(1);
    // 用于阻塞线程，直到所有线程到达会合点
    private static final Semaphore barrier = new Semaphore(0);

    private static class Runner implements Runnable {
        
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("Rendezvous");
                mutex.acquire();
                counter++;
                // 最后一个到达的线程释放n个许可，让所有线程通过
                if (counter == n) {
                    barrier.release(n);
                }
                mutex.release();
                // 等待所有线程到达后再继续
                barrier.acquire();
                System.out.println("Critical Section");
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("线程执行异常: " + ex.getMessage());
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        List<Thread> threads = new ArrayList<>();
        for (int i = 0;i < n;i++) {
            Thread t = new Thread(new Runner());
            t.start();
            threads.add(t);
        }
        
        for (Thread t : threads) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("等待线程结束异常: " + ex.getMessage());
            }
        }
        
        System.out.println("Completed");
    }
}

修复说明 #

• 给counter添加volatile修饰符，确保所有线程能及时看到counter的最新值。
• 去掉低效的忙等循环，改用barrier信号量实现阻塞：最后一个到达会合点的线程一次性释放n个许可，让所有等待的线程同时通过屏障，进入临界区。
• 简化信号量的使用逻辑，避免不必要的release和acquire重复调用，减少出错概率。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ishaank10