Проблема. В выражении $c++$ нет атомарности — это последовательность шагов: прочитать текущее значение, увеличить, записать назад. При двух потоках возможна такой интерливинг:
- T1 читает $v$ - T2 читает $v$ - T1 пишет $v+1$ - T2 пишет $v+1$ В результате было два инкремента, а значение увеличилось только на $1$ — потеря обновления (race condition).
Как исправить (варианты и их поведение)
1) synchronized
- Пример: `synchronized void inc(){ c++; }`
- Гарантирует взаимное исключение и корректность.
- Производительность: при низкой конкуренции простая и предсказуема; при высокой — блокирование потоков, контекст‑свичи и ухудшение масштабируемости.
2) java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
- Эквивалентно synchronized по семантике взаимного исключения, даёт дополнительные возможности (tryLock, fairness).
- Производительность похожа на synchronized, чуть более гибкая при настройке.
3) java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger
- Пример: `AtomicInteger ai = new AtomicInteger($0$); void inc(){ ai.incrementAndGet(); }`
- Использует CAS (compare-and-swap) — неблокирующая операция.
- Производительность: обычно быстрее synchronized при малой/умеренной конкуренции; при сильной конкуренции CAS может многократно повторять попытки (спин‑поведение).
4) java.util.concurrent.atomic.LongAdder / LongAccumulator
- Оптимизированы для большого числа конкурентных инкрементов: используют «разделённые» ячейки и объединяют значения.
- Производительность: лучше всех при высокой конкуренции; минус — чуть больший расход памяти и чтение суммы дороже/не атомарно относительно инкрементов.
Почему volatile не помогает
- Объявление `volatile int c;` гарантирует видимость, но не атомарность; $c++$ по‑прежнему не атомарен, потеря обновлений останется.
Рекомендации
- Для простого счётчика в многопоточном окружении часто используйте `AtomicInteger`.
- Если очень высокая частота инкрементов — `LongAdder`.
- Если нужны сложные атомарные операции над несколькими полями — synchronized/ReentrantLock.
Кратко о влиянии на производительность: synchronized/lock = надёжно, но блокирует и хуже масштабируется; Atomic (CAS) = быстрее при низкой/умеренной конкуренции, но деградирует при сильной; LongAdder = лучше всего при высокой конкуренции для простых инкрементов.