天天看点

线程安全与线程不安全

1.关于线程安全的定义。

a.线程安全是当多个线程访问某一个类(对象或方法)时,这个类始终都能表现出正确的行为,那么这个类(对象或方法)就是线程安全的。

b.在一个进程中有多个线程并发执行,每个线程执行过程中,变量值是相同的,执行结果也是相同的。

2.多个线程访问同一个对象的方法,没有加锁,线程不安全

线程安全与线程不安全

synchronized:可以在任意对象及方法上加锁,而加锁的这段代码称为互斥区或临界区。

线程安全与线程不安全

总结:当多个线程访问myThread的run方法时,以排队的方式进行处理(按照CPU分配的先后顺序而定的),一个线程要执行synchronized修饰的方法里的代码,首先是尝试获得锁,如果拿到锁,执行synchronized代码体的内容;拿不到锁,这个线程就会不断的尝试获得这把锁,直到拿到为止,而且是多个线程同时去竞争这把锁。(存在锁竞争问题,可能导致CPU使用率陡然高升,引起系统卡顿。实际设计中尽量避免锁竞争问题)。

应用场景:12306网站抢票。

以上这种场景属于多个线程竞争一把锁。

3.多个线程多个锁

多个线程,每个线程都可以拿到自己指定的锁,分别获得锁之后,执行synchronized方法体的内容。

/**
 * 多个线程多个锁
 * @author shixiangcheng
 * 2019-05-26
 */
public class MultiThread {
	private int num = 0;
	public synchronized void printNum(String tag){
		try {
			if(tag.equals("a")){
				num = 100;
				System.out.println("tag a, set num over!");
				Thread.sleep(1000);
			} else {
				num = 200;
				System.out.println("tag b, set num over!");
			}
			System.out.println("tag " + tag + ", num = " + num);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	//注意观察run方法输出顺序
	public static void main(String[] args) {
		final MultiThread m1 = new MultiThread();
		final MultiThread m2 = new MultiThread();
		Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() { m1.printNum("a"); }
		});
		Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
			@Override 
			public void run() {  m2.printNum("b");  }
		});		
		t1.start();
		t2.start();
	}
}
           

运行结果如下:

tag a, set num over!
tag b, set num over!
tag b, num = 200
tag a, num = 100
           

关键字synchronized取得的锁都是对象锁,而不是把一段代码当做锁,所以示例代码中哪个线程先执行synchronized关键字的方法,哪个线程就持有该方法所属对象的锁,两个对象,线程获得的就是两个不同的锁,互不影响。有一种情况则是相同的锁,即在静态方法上加上synchronized关键字,表示锁定.class,类一级别的锁(独占.class类)

PS.

a.Struts2每次请求都会重新创建新的action对象,所以线程安全。由于action对象是Struts2反射生成的,所以要求action类要有一个公共的无参构造方法。

b.Mybatis中的SqlSession的实现类中除了有接口中的方法(操作数据库的归范)还有数据域属性。所以是线程不安全的。最佳应用场合在方法体内,定义成局部变量,每个线程对同一个方法都有不同的内存区域,所以数据不会冲突,

c.Spring容器中的bean是否线程安全,容器本身并没有提供bean的线程安全策略,因此可以说Spring容器中的bean本身不具备线程安全的特性。但是要结合具体scope的bean去研究。

原型bean,每次创建一个新对象,也就是线程之间不存在bean共享,自然是不会有线程安全的问题。

单例bean(默认),所有线程都共享一个单例实例bean,因此存在资源竞争。若单例bean是一个无状态bean,也就是线程中的操作不会对bean的成员执行查询以外的操作,那么这个单例bean就是线程安全的,比如spring mvc的Controller,Service,Dao等,这些bean大多是无状态的,只关注于方法本身。无状态对象即为自身没有状态的对象,自然也就不会因为多个线程的交替调度而破坏自身状态导致线程安全问题。无状态对象包括我们经常使用的DO,DTO,VO这些只作为数据的实体模型的贫血对象。例如每个Dao提供的函数都只是对数据库的CRUD,而且每个数据库Connection都作为函数的局部变量(局部变量是在用户栈中,而且用户栈本身就是线程私有的内存区域,所以不存在线程安全问题),用完即关或交还给连接池。

Controller默认是单例的,一个对象是会被多个线程共享,如果把scope改为prototype,实际上struts2就是这么做的,但是struts2是基于每个类的,spring mvc中对请求的拦截粒度是基于每个方法的。所以把controller设为多例将会频繁的创建与回收对象,严重影响到了性能。

综上所述,对于每个bean的线程安全问题,根本原因在于每个bean的自身设计。不要在bean中声明任何有状态的实例变量和类变量,若必须如此,那么就用ThreadLocal把变量变为线程私有的,如果bean的实例变量或类变量需要在多个线程之间共享,那么就只能使用synchronized,lock,CAS等这些实现线程同步的方法了。

附言

线程安全:StringBuffer,Hashtable,Vector

线程不安全:StringBuilder,HashMap,TreeMap,ArrayList

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