Java多线程竞态条件问题：求解num的最小与最大值

给定你提供的Java代码，我们可以分析出标记***的行输出num的取值范围：

最终结论 #

• 最大值：10240
• 最小值：2046

详细分析 #

代码核心逻辑 #

每个线程会依次执行addOne（对num加1）和multiTwo（对num乘2），两个方法都通过synchronized(lock)保证原子性，且使用同一个锁对象，因此同一时间只有一个线程能执行addOne或multiTwo的同步块代码。但addOne和multiTwo之间没有锁保护，线程执行完addOne释放锁后，可能被其他线程抢占执行。

最大值的推导 #

当所有线程的addOne操作先全部执行完毕，再执行所有multiTwo操作时，num会达到最大值：

1. 初始num=0，10次addOne执行后，num=0+10=10
2. 接着执行10次multiTwo，每次将当前值乘2，最终结果为10 * 2^10 = 10240

最小值的推导 #

当每个线程的addOne和multiTwo操作连续执行（执行完addOne后立即获取锁执行multiTwo，未被其他线程打断），num会得到最小值：
计算过程为嵌套执行(((((((((0+1)*2)+1)*2)+1)*2)+1)*2)+1)*2)+1)*2)+1)*2)+1)*2，最终结果为2046。

关于你认为最小值为2的误区 #

你提到认为最小值是2，但实际上代码中通过join()方法等待所有10个线程执行完毕，每个线程都会执行一次addOne和multiTwo，因此num不可能只停留在2（仅单个线程执行完成的结果），所有线程的操作都会对num产生修改。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JohhnyM