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java线程安全问题之静态变量 实例变量 局部变量

时间:2024-03-14 09:01:47

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java线程安全问题之静态变量 实例变量 局部变量

转载

java多线程编程中,存在很多线程安全问题,至于什么是线程安全呢,给出一个通俗易懂概念还是蛮难,如同《java并发编程实践》中所说:

写道 给线程安全下定义比较困难。存在很多种定义,如:“一个在可以被多个线程安全调用时就是线程安全”。

此处不赘述了,首先给出静态变量、实例变量、局部变量在多线程环境下线程安全问题结论,然后用示例验证,请大家擦亮眼睛,有错必究,否则误人子弟!

静态变量:线程非安全。

静态变量即变量,位于方法区,为所有对象共享,共享一份内存,一旦静态变量被修改,其他对象均对修改可见,故线程非安全。

实例变量:单例模式(只有一个对象实例存在)线程非安全,非单例线程安全。

实例变量为对象实例私有,在虚拟机堆中分配,若在系统中只存在一个此对象实例,在多线程环境下,“犹如”静态变量那样,被某个线程修改后,其他线程对修改均可见,故线程非安全;如果每个线程执行都是在不同对象中,那对象与对象之间实例变量修改将互不影响,故线程安全。

局部变量:线程安全。

每个线程执行时将会把局部变量放在各自栈帧工作内存中,线程间不共享,故不存在线程安全问题。

静态变量线程安全问题模拟:

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Java代码 /***线程安全问题模拟执行*------------------------------*线程1|线程2*------------------------------*static_i=4;|等待*static_i=10;|等待*等待|static_i=4;*static_i*2;|等待*-----------------------------**/publicclassTestimplementsRunnable{privatestaticintstatic_i;//静态变量publicvoidrun(){static_i=4;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取static_i值:"+static_i);static_i=10;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取static_i*3值:"+static_i*2);}publicstaticvoidmain(String[]args){Testt=newTest();//启动尽量多线程才能很容易模拟问题for(inti=0;i<3000;i++){//t可以换成newTest(),保证每个线程都在不同对象中执行,结果一样newThread(t,"线程"+i).start();}}}

根据代码注释中模拟情况,当线程1执行了static_i = 4;static_i = 10; 后,线程2获得执行权,static_i = 4;然后当线程1获得执行权执行static_i * 2; 必然输出结果4*2=8,按照这个模拟,我们可能会在控制台看到输出为8结果。

写道 [线程27]获取static_i值:4

[线程22]获取static_i*2值:20

[线程28]获取static_i值:4

[线程23]获取static_i*2值:8

[线程29]获取static_i值:4

[线程30]获取static_i值:4

[线程31]获取static_i值:4

[线程24]获取static_i*2值:20

看红色标注部分,确实出现了我们预想,同样也证明了我们结论。

实例变量线程安全问题模拟:

----------------------------------------------------------------------------------

Java代码 publicclassTestimplementsRunnable{privateintinstance_i;//实例变量publicvoidrun(){instance_i=4;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取instance_i值:"+instance_i);instance_i=10;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取instance_i*3值:"+instance_i*2);}publicstaticvoidmain(String[]args){Testt=newTest();//启动尽量多线程才能很容易模拟问题for(inti=0;i<3000;i++){//每个线程对在对象t中运行,模拟单例情况newThread(t,"线程"+i).start();}}}

按照本文开头分析,犹如静态变量那样,每个线程都在修改同一个对象实例变量,肯定会出现线程安全问题。

写道

[线程66]获取instance_i值:10

[线程33]获取instance_i*2值:20

[线程67]获取instance_i值:4

[线程34]获取instance_i*2值:8

[线程35]获取instance_i*2值:20

[线程68]获取instance_i值:4

看红色字体,可知单例情况下,实例变量线程非安全。

将new Thread(t, "线程" + i).start();改成new Thread(new Test(), "线程" + i).start();模拟非单例情况,会发现不存在线程安全问题。

局部变量线程安全问题模拟:

----------------------------------------------------------------------------------

Java代码 publicclassTestimplementsRunnable{publicvoidrun(){intlocal_i=4;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取local_i值:"+local_i);local_i=10;System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()+"]获取local_i*2值:"+local_i*2);}publicstaticvoidmain(String[]args){Testt=newTest();//启动尽量多线程才能很容易模拟问题for(inti=0;i<3000;i++){//每个线程对在对象t中运行,模拟单例情况newThread(t,"线程"+i).start();}}}

控制台没有出现异常数据。

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以上只是通过简单实例来展示静态变量、实例变量、局部变量线程安全问题,

并未进行底层分析,下一篇将对线程问题底层进行剖析。

静态方法是线程安全

先看一个

public class Test{

public static String hello(String str){

Stringtmp="";

tmp=tmp+str;

returntmp;

}

}

hello方法会不会有多线程安全问题呢?没有!!

静态方法如果没有使用静态变量,则没有线程安全问题。

为什么呢?因为静态方法内声明变量,每个线程调用时,都会新创建一份,而不会共用一个存储单元。比如这里tmp,每个线程都会创建自己一份,因此不会有线程安全问题

注意,静态变量,由于是在加载时占用一个存储区,每个线程都是共用这个存储区,所以如果在静态方法里使用了静态变量,这就会有线程安全问题!

总结:只要方法内含有静态变量,就是非线程安全

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