java-线程安全性问题

什么是线程安全性

当多个线程访问某个类,不管运行时环境采用何种调度方式或者这些线程如何交替执行,并且在主调代码中不需要任何额外的同步或协同,这个类都能表现出正确的行为,那么就称这个类为线程安全的。----《并发编程实战》。

什么是线程不安全

多线程并发访问时,得不到正确的结果。

结果:

 产生线程不安全问题的原因:

num++ 不是原子性操作,被拆分成好几个步骤,在多线程并发执行的情况下,因为cpu调度,多线程快递切换,有可能两个同一时刻都读取了同一个num值,之后对它进行+1操作,导致线程安全性。

原子性操作

什么是原子性操作

  • 一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。通俗点讲:操作要成功一起成功、要失败大家一起失败。

如何把非原子性操作变成原子性

  • synchronize关键字,使得操作具有原子性

volatile关键字仅仅保证可见性,并不保证原子性

深入理解synchronized

  • 内置锁:每个java对象都可以用做一个实现同步的锁,这些锁称为内置锁。线程进入同步代码块或方法的时候会自动获得该锁,在退出同步代码块或方法时会释放该锁。获得内置锁的唯一途径就是进入这个锁的保护的同步代码块或方法。
  • 互斥锁:内置锁是一个互斥锁,这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁,当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时,线程A必须等待或者阻塞,直到线程B释放这个锁,如果B线程不释放这个锁,那么A线程将永远等待下去。
  • 修饰普通方法:锁住对象的实例
  • 修饰静态方法:锁住整个类
  • 修饰代码块: 锁住一个对象 synchronized (lock) 即synchronized后面括号里的内容

volatile关键字及其使用场景

  • 能且仅能修饰变量
  • 保证该变量的可见性,volatile关键字仅仅保证可见性,并不保证原子性
  • 禁止指令重排序
  • A、B两个线程同时读取volatile关键字修饰的对象,A读取之后,修改了变量的值,修改后的值,对B线程来说,是可见

使用场景:

  • 作为线程开关
  • 单例,修饰对象实例,禁止指令重排序

单例与线程安全

饿汉式--本身线程安全

  • 在类加载的时候,就已经进行实例化,无论之后用不用到。如果该类比较占内存,之后又没用到,就白白浪费了资源。

 结果:

懒汉式 -- 最简单的写法是非线程安全的

  • 在需要的时候再实例化

结果:


   懒汉式 -- 变为线程安全

 结果:

 如何避免线程安全性问题

线程安全性问题成因

  • 多线程环境
  • 多个线程操作同一共享资源
  • 对该共享资源进行了非原子性操作

如何避免

  • 多线程环境--将多线程改单线程(必要的代码,加锁访问)
  • 多个线程操作同一共享资源--不共享资源(ThreadLocal、不共享、操作无状态化、不可变)
  • 对该共享资源进行了非原子性操作-- 将非原子性操作改成原子性操作(加锁、使用JDK自带的原子性操作的类、JUC提供的相应的并发工具类)

打破成因中三点任意一点

源码地址:https://github.com/woxbwo/is-concurrent

完成!!!

原文地址:https://www.cnblogs.com/woxbwo/p/11427503.html