Java juc系列7 —— 線程安全

Java JUC系列目錄連結

Java 線程池核心原了解析

• 何為線程安全
• 如何解決線程安全
• 結語

何為線程安全

直接上個僞代碼:

boolean a = 多個線程共享變量;
boolean b = 存在寫操作;
boolean c = 寫操作導緻資料沖突;

if( a && b && c ) {
	存線上程安全問題;
}
           

文字描述就是，隻有

多個線程共享變量

，

線程存在寫操作

，

操作導緻資料沖突

同時滿足的情況下，才會存線上程安全問題。

如何解決線程安全

解決線程安全還不簡單，不就是讓上面的if的條件不為真嘛！顯而易見，隻要a,b,c中有一個或多個恒為false,就不會出現線程安全問題。

下面我們就給出具體解決方案：

• ‘a’ always == false：

  即：多個線程不共享變量。在這之前我們先來想一下，為什麼多個線程會共享變量？聯系Java虛拟機模型，我們知道，如果我們的變量是存在堆區的，那麼這個變量就會被多個線程所共享。明白了這一點就好辦了，

  *方案1

  我們直接把變量定義到棧，即局部變量，那不就不會跟其他線程共享啦，自然舊解決了線程安全的問題。

  僞代碼如下：

  class A {
  // int a = 1;
  	public void test(){
  		int a = 1;
  	}
  }
             

  我們把原來的全局變量a移到了局部變量，這樣a就會被存放到方法’test’的方法棧中，自然就不會有線程安全的問題了。

  如果說你非要犟，我就是要把變量存到堆中去，也要不讓線程之間共享變量，那怎麼辦？

  别慌，我們還是有辦法的，如果大家聽過ThreadLocal這個類，那一定不會束手無策了。

  *方案2

  ThreadLocal為每一個線程需要的變量提供一個本地的副本，這樣就不會有線程安全問題啦。什麼意思？簡單來說就是，你線程不是想要a變量嘛，我給你們線程沒人一個a變量，但是你們都隻能各玩各的，不許去玩别人的。但是使用ThreadLocal有一點要注意，你建立的這個對象如果存放在堆中的話，還是可能會導緻線程安全問題的。

• ‘b’ always == false:

  即：線程不存在寫操作。既然你說寫操作會有線程安全問題，那我們來個絕的，既然寫了問題這麼多，大家都别想寫了！

  *方案3

  直接把變量變成final類型，直接上僞代碼：

  class A {
  	final int a = 1;
  	}
             

  雖然這個解決方案有點絕，但也不失為一總可選方案呀。

• ‘c’ always == false:

  即：寫操作不導緻資料沖突。寫操作不沖突？emm…讓我想想，既然你們都一起來搞會有沖突，那這樣，你們排隊一個個來玩，那不就完了嘛。這就是我們最熟悉的——‘鎖’。

  *方案4

  我們使用鎖來確定線程依次對變量進行操作，這樣就避免了線程安全問題，至于怎麼加鎖synchronized,Lock啥的随便你選，我就不說了。

  你說什麼？加鎖性能低？沒辦法了，隻能掏出這個了——‘CAS’，即為樂觀鎖。想要確定線程的寫操作不導緻資料沖突，加鎖确實是性能較低的一種解決方案，樂觀鎖看起來名字像是鎖，其實是一種無鎖機制，原理想必你們背面試題肯定是十分熟練了。順便一提的是，傳統CAS可能會導緻‘ABA’問題，是以有人在樂觀鎖的實作中加入了時間戳(版本号)。

結語

本文隻是從廣度上簡介了關于線程安全的一些問題，關于文中提到的一些深度問題，比如jvm模型，ThreadLocal啥的與本文無關，這裡就不再贅述了。