【线程安全】如何保证一段代码的线程安全性?

前言

线程安全:

当多个线程访问一个对象时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行,也不需要进行额外的同步,或者在调用方进行任何其他的协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,那这个对象就是线程安全的。

当多个线程访问某个方法时,不管你通过怎样的调用方式或者说这些线程如何交替的执行,我们在主程序中不需要去做任何的同步,这个类的结果行为都是我们设想的正确行为,那么我们就可以说这个是线程安全的。

如果一段代码可以保证多个线程访问的时候正确操作共享数据,那么它是线程安全的

线程不安全:

程序在多线程的执行环境下,程序的执行结果与与其结果不相符成为线程不安全。

导致线程不安全的原因

1.线程争抢,抢占式执行。

2.多个线程同时修改了同一个变量。(一对一修改、多对一读取、多对不同变量修改,是安全的)

3.操作非原子性操作。当 CPU 执行一个线程过程时,调度器可能调走CPU,去执行另一个线程,此线程的操作可能还没有结束;(通过锁来解决)

4.内存可见性问题。

5.指令重排序。Java的编译器在编译代码时,会针对指令进行优化,调整指令的先后顺序,保证原有逻辑不变的情况下,来提高程序的运行效率。

解决线程安全问题的方法

volatile解决指令重排序问题和内存可见性问题。

(1)volatile可以解决指令重排序问题和内存可见性问题,代码在写入volatile修饰变量的时候

改变线程工作内存的volatile变量副本的值
将改变后副本的值从工作内存刷新到主内

(2)代码在读取volatile修饰的变量的时候

从主内存中读取volatile变量最新值到线程的工作内存中
从工作内存中读取volatile变量的副本

使用锁解决线程安全问题

锁的特点:互斥的,同一时刻只有一个线程可以 获取到锁,其他线程如果尝试获取锁,就会发生阻塞等待,等到刚那个线程 释放锁 ,此时剩下的线程再重新竞争锁

基本操作:加锁,解锁(释放锁)

主要有两种锁:

  • 关键字synchronized
    1. 修饰静态方法:表示锁 this;
    2. 修饰普通方法:表示锁当前类的类对象(类对象就是 JVM运行时,将 .class 文件加载到内存中获取到的(类加载));对象名 . get Class()-->获取类对象
    3. 修饰代码块:加到某个代码之前,显示指定给某个对象加锁;

如果两个对象有两把锁,各自锁各自的,就不会涉及冲突 / 互斥

  • lock()

使用原子类来来解决操作原子性问题

线程安全性的三个体现

  • 原子性:提供互斥访问,同一时刻只能有一个线程对数据进行操作(Atomic、CAS算法、synchronized、Lock)
  • 可见性:一个主内存的线程如果进行了修改,可以及时被其他线程观察到(synchronized、volatile)
  • 有序性:如果两个线程不能从 happens-before原则 观察出来,那么就不能观察他们的有序性,虚拟机可以随意的对他们进行重排序,导致其观察观察结果杂乱无序(happens-before原则)
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,188评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,464评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,562评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,893评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,917评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,708评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,430评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,342评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,801评论 1 317
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,976评论 3 337
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,115评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,804评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,458评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,008评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,135评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,365评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,055评论 2 355

推荐阅读更多精彩内容