多线程编程之给线程安全感

简介: 所谓发生线程安全其实是有一个前提条件,即当有多线程时候才会设计到线程安全,单线程是不存在线程安全的问题的。且只有在有状态对象中才会发生。什么叫有状态对象?

作者: 西魏陶渊明
博客: https://blog.springlearn.cn/

线程安全

所谓发生线程安全其实是有一个前提条件,即当有多线程时候才会设计到线程安全,单线程是不存在线程安全的问题的。且只有在有状态对象中才会发生。

1. 什么叫有状态对象?

1.1 无状态对象

public class Home{
    public String say(String message){
        return message;
    }
}

1.2 有状态对象

public class Home{
    //实例变量
    public int age = 0;
    public String say(String message){
        return message + (age++);
    }
}

为什么说无状态对象不会发生线程安全,线程对公共变量(实例变量,类变量)进行操作才会发生线程安全问题,而方法中变量是保存在每个线程的私有栈中的,所以不存在线程安全问题

2. 什么时候要保证线程安全?

  1. 当变量属于实例,该实例被多线程操作
  2. 当多线程会影响到执行结果时候,需要保证线程安全
  3. 当变量属于共享属性时候需要保证线程安全,而方法内变量属于每个
    线程的空间,则不需要。

3. 如何保证线程安全?

  1. 原子性 lock操作,Syn...
  2. 可见性 volatile
  3. 顺序性 防止被重排序

3.1 原子性

原子是世界上的最小单位,具有不可分割性。比如 a=0;(a非long和double类型) 这个操作是不可分割的,那么我们说这个操作时原子操作。再比如:a++; 这个操作实际是a = a + 1;是可分割的,所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题,需要我们使用同步技术(sychronized)来让它变成一个原子操作。

3.2 可见性

可见性,是指线程之间的可见性,一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。比如:用volatile修饰的变量,就会具有可见性。volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序,即直接修改内存。所以对其他线程是可见的。

  • volatile 本质是在告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不确定的,需要从主存中读取,
  • synchronized 则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住.

3.3 那么什么时候用可见性?

当多线程并不直接进行原子性操作的时候,可以用 volatile 修饰,这样可以保证每个线程读取的都是最新的

3.4 什么时候用原子性?

当涉及到多个线程对同一个数据进行操作的时候,为了保证在同一刻只有一个操作,就用 synchronized 修饰加锁🔐

4. Servlet线程安全问题思考

Servlet本身是无状态的,一个无状态的Servlet是绝对线程安全的,无状态对象设计也是解决线程安全问题的一种有效手段。

所以,servlet是否线程安全是由它的实现来决定的,如果它内部的属性或方法会被多个线程改变,它就是线程不安全的,反之,就是线程安全的。

在一个无状态的情况下,是不存在线程安全问题的,即使存在那也是跟它的实现类相关

在Servlet中避免使用实例变量是保证Servlet线程安全的最佳选择。

相关文章
|
22天前
|
Java 开发者
在Java多线程编程中,创建线程的方法有两种:继承Thread类和实现Runnable接口
【10月更文挑战第20天】在Java多线程编程中,创建线程的方法有两种:继承Thread类和实现Runnable接口。本文揭示了这两种方式的微妙差异和潜在陷阱,帮助你更好地理解和选择适合项目需求的线程创建方式。
16 3
|
22天前
|
Java 开发者
在Java多线程编程中,选择合适的线程创建方法至关重要
【10月更文挑战第20天】在Java多线程编程中,选择合适的线程创建方法至关重要。本文通过案例分析,探讨了继承Thread类和实现Runnable接口两种方法的优缺点及适用场景,帮助开发者做出明智的选择。
15 2
|
22天前
|
Java
Java中多线程编程的基本概念和创建线程的两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口
【10月更文挑战第20天】《JAVA多线程深度解析:线程的创建之路》介绍了Java中多线程编程的基本概念和创建线程的两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口。文章详细讲解了每种方式的实现方法、优缺点及适用场景,帮助读者更好地理解和掌握多线程编程技术,为复杂任务的高效处理奠定基础。
28 2
|
22天前
|
Java
在Java多线程编程中,`wait()` 和 `notify()/notifyAll()` 方法是线程间通信的核心机制。
在Java多线程编程中,`wait()` 和 `notify()/notifyAll()` 方法是线程间通信的核心机制。它们通过基于锁的方式,使线程在条件不满足时进入休眠状态,并在条件成立时被唤醒,从而有效解决数据一致性和同步问题。本文通过对比其他通信机制,展示了 `wait()` 和 `notify()` 的优势,并通过生产者-消费者模型的示例代码,详细说明了其使用方法和重要性。
24 1
|
30天前
|
监控 安全 算法
线程死循环确实是多线程编程中的一个常见问题,在编码阶段规避潜在风险
【10月更文挑战第12天】线程死循环确实是多线程编程中的一个常见问题,在编码阶段规避潜在风险
45 2
|
2月前
|
数据采集 负载均衡 安全
LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口
本文提供了多个多线程编程问题的解决方案,包括设计有限阻塞队列、多线程网页爬虫、红绿灯路口等,每个问题都给出了至少一种实现方法,涵盖了互斥锁、条件变量、信号量等线程同步机制的使用。
LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口
|
1月前
|
监控 安全 算法
线程死循环确实是多线程编程中的一个常见问题,它可能导致应用程序性能下降,甚至使整个系统变得不稳定。
线程死循环是多线程编程中常见的问题,可能导致性能下降或系统不稳定。通过代码审查、静态分析、日志监控、设置超时、使用锁机制、测试、选择线程安全的数据结构、限制线程数、使用现代并发库及培训,可有效预防和解决死循环问题。
49 1
|
1月前
|
监控 安全 算法
线程死循环是多线程编程中的常见问题,可能导致应用性能下降甚至系统不稳定。
【10月更文挑战第6天】线程死循环是多线程编程中的常见问题,可能导致应用性能下降甚至系统不稳定。为了解决这一问题,可以通过代码审查、静态分析、添加日志监控、设置超时机制、使用锁和同步机制、进行全面测试、选用线程安全的数据结构、限制线程数量、利用现代并发库,并对团队进行培训等方法来预防和减少死循环的发生。尽管如此,多线程编程的复杂性仍需要持续监控和维护以确保系统稳定。
50 3
|
1月前
|
安全 Java 开发者
在多线程编程中,确保数据一致性与防止竞态条件至关重要。Java提供了多种线程同步机制
【10月更文挑战第3天】在多线程编程中,确保数据一致性与防止竞态条件至关重要。Java提供了多种线程同步机制,如`synchronized`关键字、`Lock`接口及其实现类(如`ReentrantLock`),还有原子变量(如`AtomicInteger`)。这些工具可以帮助开发者避免数据不一致、死锁和活锁等问题。通过合理选择和使用这些机制,可以有效管理并发,确保程序稳定运行。例如,`synchronized`可确保同一时间只有一个线程访问共享资源;`Lock`提供更灵活的锁定方式;原子变量则利用硬件指令实现无锁操作。
20 2
|
2月前
|
存储 Ubuntu Linux
C语言 多线程编程(1) 初识线程和条件变量
本文档详细介绍了多线程的概念、相关命令及线程的操作方法。首先解释了线程的定义及其与进程的关系,接着对比了线程与进程的区别。随后介绍了如何在 Linux 系统中使用 `pidstat`、`top` 和 `ps` 命令查看线程信息。文档还探讨了多进程和多线程模式各自的优缺点及适用场景,并详细讲解了如何使用 POSIX 线程库创建、退出、等待和取消线程。此外,还介绍了线程分离的概念和方法,并提供了多个示例代码帮助理解。最后,深入探讨了线程间的通讯机制、互斥锁和条件变量的使用,通过具体示例展示了如何实现生产者与消费者的同步模型。