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Java线程安全问题原理性分析

[日期:2017-07-15] 来源:Linux社区  作者:tonghun [字体: ]

1.什么是线程安全问题?

从某个线程开始访问到访问结束的整个过程,如果有一个访问对象被其他线程修改,那么对于当前线程而言就发生了线程安全问题;如果在整个访问过程中,无一对象被其他线程修改,就是线程安全的。

2.线程安全问题产生的根本原因

1.首先是多线程环境,即同时存在有多个操作者,单线程环境不存在线程安全问题。在单线程环境下,任何操作包括修改操作都是操作者自己发出的,操作者发出操作时不仅有明确的目的,而且意识到操作的影响。

2.多个操作者(线程)必须操作同一个对象,只有多个操作者同时操作一个对象,行为的影响才能立即传递到其他操作者。

3.多个操作者(线程)对同一对象的操作必须包含修改操作,共同读取不存在线程安全问题,因为对象不被修改,未发生变化,不能产生影响。

综上可知,线程安全问题产生的根本原因是共享数据存在被并发修改的可能,即一个线程读取时,允许另一个线程修改。

3.线程安全问题解决思路

根据线程安全问题产生的条件,解决线程安全问题的思路是消除产生线程安全问题的环境:

1.消除共享数据:成员变量与静态变量多线程共享,将这些全局变量转化为局部变量,局部变量存放在栈,线程间不共享,就不存在线程安全问题产生的环境了。消除共享数据的不足:如果需要一个对象采集各个线程的信息,或者在线程间传递信息,消除了共享对象就无法实现此目的。

2.使用线程同步机制:给读写操作同时加锁,使得同时只有一个线程可以访问共享数据。如果单单给写操作加锁,同时只有一个线程可以执行写操作,而读操作不受限制,允许多线程并发读取,这时就可能出现不可重复读的情况,如一个持续时间比较长的读线程,相隔较长时间读取数组同一索引位置的数据,正好在这两次读取的时间内,一个线程修改了该索引处的数据,造成该线程从同一索引处前后读取的数据不一致。是同时给读写加锁,还是只给写加锁,根据具体需求而定。同步机制的缺点是降低了程序的吞吐量。

3.建立副本:使用ThreadLocal为每一个线程建立一个变量的副本,各个线程间独立操作,互不影响。该方式本质上是消除共享数据思想的一种实现。

本文永久更新链接地址http://www.linuxidc.com/Linux/2017-07/145708.htm

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