Java juc系列7 —— 线程安全

Java JUC系列目录链接

Java 线程池核心原理解析

• 何为线程安全
• 如何解决线程安全
• 结语

何为线程安全

直接上个伪代码:

boolean a = 多个线程共享变量;
boolean b = 存在写操作;
boolean c = 写操作导致数据冲突;

if( a && b && c ) {
	存在线程安全问题;
}
           

文字描述就是，只有

多个线程共享变量

，

线程存在写操作

，

操作导致数据冲突

同时满足的情况下，才会存在线程安全问题。

如何解决线程安全

解决线程安全还不简单，不就是让上面的if的条件不为真嘛！显而易见，只要a,b,c中有一个或多个恒为false,就不会出现线程安全问题。

下面我们就给出具体解决方案：

• ‘a’ always == false：

  即：多个线程不共享变量。在这之前我们先来想一下，为什么多个线程会共享变量？联系Java虚拟机模型，我们知道，如果我们的变量是存在堆区的，那么这个变量就会被多个线程所共享。明白了这一点就好办了，

  *方案1

  我们直接把变量定义到栈，即局部变量，那不就不会跟其他线程共享啦，自然旧解决了线程安全的问题。

  伪代码如下：

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

  我们把原来的全局变量a移到了局部变量，这样a就会被存放到方法’test’的方法栈中，自然就不会有线程安全的问题了。

  如果说你非要犟，我就是要把变量存到堆中去，也要不让线程之间共享变量，那怎么办？

  别慌，我们还是有办法的，如果大家听过ThreadLocal这个类，那一定不会束手无策了。

  *方案2

  ThreadLocal为每一个线程需要的变量提供一个本地的副本，这样就不会有线程安全问题啦。什么意思？简单来说就是，你线程不是想要a变量嘛，我给你们线程没人一个a变量，但是你们都只能各玩各的，不许去玩别人的。但是使用ThreadLocal有一点要注意，你创建的这个对象如果存放在堆中的话，还是可能会导致线程安全问题的。

• ‘b’ always == false:

  即：线程不存在写操作。既然你说写操作会有线程安全问题，那我们来个绝的，既然写了问题这么多，大家都别想写了！

  *方案3

  直接把变量变成final类型，直接上伪代码：

  class A {
  	final int a = 1;
  	}
             

  虽然这个解决方案有点绝，但也不失为一总可选方案呀。

• ‘c’ always == false:

  即：写操作不导致数据冲突。写操作不冲突？emm…让我想想，既然你们都一起来搞会有冲突，那这样，你们排队一个个来玩，那不就完了嘛。这就是我们最熟悉的——‘锁’。

  *方案4

  我们使用锁来确保线程依次对变量进行操作，这样就避免了线程安全问题，至于怎么加锁synchronized,Lock啥的随便你选，我就不说了。

  你说什么？加锁性能低？没办法了，只能掏出这个了——‘CAS’，即为乐观锁。想要确保线程的写操作不导致数据冲突，加锁确实是性能较低的一种解决方案，乐观锁看起来名字像是锁，其实是一种无锁机制，原理想必你们背面试题肯定是十分熟练了。顺便一提的是，传统CAS可能会导致‘ABA’问题，所以有人在乐观锁的实现中加入了时间戳(版本号)。

结语

本文只是从广度上简介了关于线程安全的一些问题，关于文中提到的一些深度问题，比如jvm模型，ThreadLocal啥的与本文无关，这里就不再赘述了。