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Java语言中的线程不安全问题

2012-10-18 15:49:34  来源:比特网

摘要:Java语言是一种支持多线程的语言,它通过同步(互斥)和协作(等待和唤醒)来完成。但线程的同步会带来安全问题,主要来自于类变量和实例变量。
关键词: Java

    Java语言是一种支持多线程的语言,它通过同步(互斥)和协作(等待和唤醒)来完成。这里聊聊同步。


    线程不安全主要来自于类变量(静态变量)和实例变量,前者位于方法区中,后者位于堆中,都是共享区域。局部变量是没有这个问题的,因为它在线程独有的栈中。先看下面的例子:


    public class Test implements Runnable {


    private int j;


    public Test() {


    }


    public void testThreadLocal() {


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= begin”);


    j = 2;


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId() + “:” + j);


    j = 20;


    System.out.println(“:” + j * 3 + “:”);


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= end”);


    }


    public static void main(String[] args) {


    Test t = new Test();


    for (int i = 0; i < 3000; i++) {


    new Thread(t)。start();


    }


    }


    @Override


    public void run() {


    testThreadLocal();


    }


    ?}


    执行这个类的main方法,会出现线程不安全的问题。上面蓝色的语句,应该打印出:60:,但实际开了3000个线程(为了方便出现不安全的现象)后,会出现下面红色的:6:


    655:============================= end


    49:============================= end


    :6:


    156:============================= end


    152:2


    :60:


    修改main方法,用多个Test对象,结果也是一样。


    public static void main(String[] args) {


    Test t = new Test();


    for (int i = 0; i < 3000; i++) {


    new Thread(new Test() )。start();


    }


    }


    我们保留多个Test对象的做法,在testThreadLocal方法上加一个同步关键字。


    public synchronized void testThreadLocal()


    结果没有用,仍然是不安全的。改成一个Test对象,这下可以了。原因很简单,synchronized通过在对象上加锁来实现线程安全。当使用多个Test对象时,仅仅在this对象上加锁是不行的,要在类(在Java中,类仍然通过一个特殊的Class对象来体现)上加锁才行。所以改成:


    ?public void testThreadLocal() {


    synchronized (this.getClass()) {


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= begin”);


    j = 2;


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId() + “:” + j);


    j = 20;


    System.out.println(“:” + j * 3 + “:”);


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= end”);


    }


    }


    这下可以了。我们再看使用类变量的情况,先把synchronized关键字去掉,恢复到最初的代码,然后把实例变量改成类变量。


    private int j;


    private static int j;


    实验结果和使用实例变量基本相同,唯一的不同之处在于,我们可以这样在类上加锁了,注意,testThreadLocal方法被改成静态方法。


    public synchronized static void testThreadLocal() {


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= begin”);


    j = 2;


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId() + “:” + j);


    j = 20;


    System.out.println(“:” + j * 3 + “:”);


    System.out.println(Thread.currentThread()。getId()


    + “:============================= end”);


    }


    从上面的例子看到,我们使用类变量和实例变量的时候,都要非常小心,在多线程的环境下,很容易出现线程不安全的情况。上面我们还仅仅以基本类型int为例,如果是其他复杂类型,甚至像long这种在赋值时要两次原子操作的基本数据类型,线程不安全的情况还要隐秘一些。


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责编:zhangyexi

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