基于java線程安全問(wèn)題及原理性分析

1、什么是線程安全問(wèn)題？

從某個(gè)線程開始訪問(wèn)到訪問(wèn)結(jié)束的整個(gè)過(guò)程，如果有一個(gè)訪問(wèn)對(duì)象被其他線程修改，那么對(duì)于當(dāng)前線程而言就發(fā)生了線程安全問(wèn)題；如果在整個(gè)訪問(wèn)過(guò)程中，無(wú)一對(duì)象被其他線程修改，就是線程安全的。

2、線程安全問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因

首先是多線程環(huán)境，即同時(shí)存在有多個(gè)操作者，單線程環(huán)境不存在線程安全問(wèn)題。在單線程環(huán)境下，任何操作包括修改操作都是操作者自己發(fā)出的，操作者發(fā)出操作時(shí)不僅有明確的目的，而且意識(shí)到操作的影響。
多個(gè)操作者（線程）必須操作同一個(gè)對(duì)象，只有多個(gè)操作者同時(shí)操作一個(gè)對(duì)象，行為的影響才能立即傳遞到其他操作者。
多個(gè)操作者（線程）對(duì)同一對(duì)象的操作必須包含修改操作，共同讀取不存在線程安全問(wèn)題，因?yàn)閷?duì)象不被修改，未發(fā)生變化，不能產(chǎn)生影響。
綜上可知，線程安全問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因是共享數(shù)據(jù)存在被并發(fā)修改的可能，即一個(gè)線程讀取時(shí)，允許另一個(gè)線程修改。

3、線程安全問(wèn)題解決思路

根據(jù)線程安全問(wèn)題產(chǎn)生的條件，解決線程安全問(wèn)題的思路是消除產(chǎn)生線程安全問(wèn)題的環(huán)境：

1、消除共享數(shù)據(jù)：成員變量與靜態(tài)變量多線程共享，將這些全局變量轉(zhuǎn)化為局部變量，局部變量存放在棧，線程間不共享，就不存在線程安全問(wèn)題產(chǎn)生的環(huán)境了。消除共享數(shù)據(jù)的不足：如果需要一個(gè)對(duì)象采集各個(gè)線程的信息，或者在線程間傳遞信息，消除了共享對(duì)象就無(wú)法實(shí)現(xiàn)此目的。

2、使用線程同步機(jī)制：給讀寫操作同時(shí)加鎖，使得同時(shí)只有一個(gè)線程可以訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)。如果單單給寫操作加鎖，同時(shí)只有一個(gè)線程可以執(zhí)行寫操作，而讀操作不受限制，允許多線程并發(fā)讀取，這時(shí)就可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀的情況，如一個(gè)持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)的讀線程，相隔較長(zhǎng)時(shí)間讀取數(shù)組同一索引位置的數(shù)據(jù)，正好在這兩次讀取的時(shí)間內(nèi)，一個(gè)線程修改了該索引處的數(shù)據(jù)，造成該線程從同一索引處前后讀取的數(shù)據(jù)不一致。是同時(shí)給讀寫加鎖，還是只給寫加鎖，根據(jù)具體需求而定。同步機(jī)制的缺點(diǎn)是降低了程序的吞吐量。

3、建立副本：使用ThreadLocal為每一個(gè)線程建立一個(gè)變量的副本，各個(gè)線程間獨(dú)立操作，互不影響。該方式本質(zhì)上是消除共享數(shù)據(jù)思想的一種實(shí)現(xiàn)。

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