java多线程系列五之线程安全概念

先说下Java内存模型与多线程，很重要的。希望大家看完再运行代码，文字部分很重要，最好读熟读透再运行我给的例子，便于理解。读书不能求快，快的话吸收就有问题。

 

 

 

 

上面的这两个问题读者需要完全理解 

 

编写线程安全的代码，本质上就是对状态的访问，而且通常都是共享的，可变的状态。

  通俗地说，一个对象的状态就是它的数据，存储在状态变量中，比如实例域或静态域。对象的状态还包括了其他附属对象的域。例如，HashMap的状态一部分存储到对象本身中，但同时也存储1到很多Map.Entry对象中。一个对象的状态包含了任何会对它外部可见行为产生影响的数据。

  所谓共享，是指一个变量可以被多个线程访问；所谓可变，是指变量的值在其申明周期内可以改变，我们讨论的线程安全性好像是关于代码的，但是我们真正要做的，是在不可控制的并发访问中保护数据。

 

 

 

 

下面给出一个例子说明一下

 

有这么一个场景，假设5个用户，都来给一个数字加1的工作

  工作内容：单个用户需要做的事

public class Count{

public int num=0;//跨线程访问了该字段，

public void add(){

try{

Thread.sleep(51);

}catch(InterruptedException e){

 

}

num+=1;

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+num);

}

}

 

用户类，包含它需要做的工作

public class ThreadTestA extends Thread{
    private Count count;
    public ThreadTestA(Count count){
        this.count=count;
    }
    @Override
    public void run(){
        count.add();
    }
}

 

5个人干完活，最后的值

public class ThreadMainTest{
    public static void main(String[] args){
        Count count=new Count();
        for (int i=0;i<5;i++) {
            ThreadTestA task=new ThreadTestA(count);
            task.start();
        }
        try{
            Thread.sleep(1001);
        }catch(InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("5个人干完活之后：最后的值是"+count.num);
    
}
}

运行结果

结果应该是5，现在是4 .

加锁让它运行正常。现在不考虑性能问题，只是演示

synchronized关键字：保证在同一时刻，只有一个线程可以执行某一个方法，或者某一个代码块

  我们把 工作内容：单个用户需要做的事 这个类改动一下，给add方法加上synchronized关键字

public class Count{
    public volatile int num=0;
    public synchronized void add(){
        try{
            Thread.sleep(51);
        }catch(InterruptedException e){

        }

        num+=1;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+num);
    }
}

运行结果

也可以在方法里面加锁

public class Count{
    public  int num=0;
    
    public  void add(){
        try{
            Thread.sleep(51);
        }catch(InterruptedException e){

        }
        synchronized(this){
        num+=1;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+num);
    }
}
}

运行结果如下

 也可以用ThreadLocal来实现，具体请看我的另外一篇博文。这里就不讲了。

https://blog.csdn.net/ab111996/article/details/106609653

 

下面说一下线程安全的级别，当然，并没有涵盖所有的可能。大家最好熟记。后面要用到

.1.不可变--这个类的实例是不变的。所以，不需要外部的同步。这样的例子包括String,Long和BigInteger

.2.无条件的线程安全--这个类的实例是可变的，但是这个类有着足够的内部同步，所以，它的实例可以被并发使用。其中的例子包括Random和ConcurrentHashMap

.3.有条件的线程安全--除了有些方法为进行安全的并发使用而需要外部同步之外，这种线程安全级别与无条件的线程安全相同。这样的例子包括Collections.synchronized包装返回的集合，它们的迭代器要求外部同步。

.4.非线程安全--这个类的实例是可变的。为了并发地使用它们，客户必须利用自己选择的外部同步包围每个方法调用（或者调用序列）。这样的例子包括通用的集合实现，例如ArrayList和HashMap.

.5.线程对立的--这个类不能安全地被多个线程并发使用，即时所有的方法调用都被外部同步包围。线程对立的根源通常在于，没有同步地修改静态数据。没有人会有意编写一个线程编写一个线程对立的类；这种类是因为没有考虑到并发性而产生的后果。幸运的是，在Java平台类库中，线程对立的类或者方法非常少。System.runFinalizersOnExit方法是线程对立的，但已经被废除了。