【多线程: 变量的线程安全分析】

简介: 【多线程: 变量的线程安全分析】

【多线程: 变量的线程安全分析】

01.介绍

成员变量和静态变量是否线程安全?

如果它们没有共享,则线程安全

如果它们被共享了,根据它们的状态是否能够改变,又分两种情况 如果只有读操作,则线程安全 如果有读写操作,则这段代码是临界区,需要考虑线程安全

局部变量是否线程安全?

局部变量是线程安全的 但局部变量引用的对象则未必 如果该对象没有逃离方法的作用访问,它是线程安全的 如果该对象逃离方法的作用范围,需要考虑线程安全

02.成员变量线程安全分析

例子

import java.util.ArrayList;
class ThreadUnsafe {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    public void method1(int loopNumber) {
        for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
            // { 临界区, 会产生竞态条件
            method2();
            method3();
// } 临界区
        }
    }
    public void method2() {
        list.add("1");
    }
    public void method3() {
        list.remove(0);
    }
}
public class TestXCAQ {
    static final int THREAD_NUMBER = 2;
    static final int LOOP_NUMBER = 200;
    public static void main(String[] args) {
        ThreadUnsafe test = new ThreadUnsafe();
        for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; i++) {
            new Thread(() -> {
                test.method1(LOOP_NUMBER);
            }, "Thread" + i).start();
        }
    }

}

结果

报错

解释

成员变量与静态变量都是被多个线程共享,一旦发送读写操作 就会出现线程安全问题,这里很明显method1调用了method2与method3 题目分别为添加一个字符串和删除一个字符串 是读写操作 所以出现了线程安全的问题,即还没有添加就先删除了。

图片解释

03.局部变量线程安全分析

例子

import java.util.ArrayList;

class ThreadUnsafe {
    public void method1(int loopNumber) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
            // { 临界区, 会产生竞态条件
            method2(list);
            method3(list);
// } 临界区
        }
    }

    public void method2(ArrayList<String> list) {
        list.add("1");
    }
    public void method3(ArrayList<String> list) {
        list.remove(0);
    }
}
public class TestXCAQ {
    static final int THREAD_NUMBER = 2;
    static final int LOOP_NUMBER = 200;
    public static void main(String[] args) {
        ThreadUnsafe test = new ThreadUnsafe();
        for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; i++) {
            new Thread(() -> {
                test.method1(LOOP_NUMBER);
            }, "Thread" + i).start();
        }
    }

}

结果

结果为空

解释

我们这里把==list==有成员变量改为了局部变量 可以发现现在的结果为空 说明没有问题,原因是:局部变量每次创建都会复制出一个副本也就是线程1的list与线程2的list不是一个对象,所以不会出现共享同一个对象的问题 所以线程安全。

图片解释

局部变量线程不安全的情况

例子

import java.util.ArrayList;
class ThreadUnsafe {
    public void method1(int loopNumber) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < loopNumber; i++) {
            // { 临界区, 会产生竞态条件
            method2(list);
            method3(list);
// } 临界区
        }
    }

    public void method2(ArrayList<String> list) {
        list.add("1");
    }
    public void method3(ArrayList<String> list) {
        list.remove(0);
    }
}
class ThreadA extends ThreadUnsafe{
    @Override
    public void method2(ArrayList<String> list) {
        new Thread(()->{
            list.add("1");
        });
    }
}
public class TestXCAQ {
    static final int THREAD_NUMBER = 2;
    static final int LOOP_NUMBER = 200;
    public static void main(String[] args) {
        ThreadA test = new ThreadA();
        for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; i++) {
            new Thread(() -> {
                test.method1(LOOP_NUMBER);
            }, "Thread" + i).start();
        }
    }

}

结果

报错

解释

我们创建了ThreadUnsafe的子类ThreadA 并且重写了Thread2方法 把方法改为创建一个线程 此线程负责add,这样我们看结果 发现出现了错误,原因是 此时method2方法里的线程 与 调用method1的线程 现在共享一个对象list 导致线程不安全。

如何解决

1.使用final修饰父类 使其不能被继承

2.使用final修饰父类的方法 使其不能被子类重写

3.使用private修饰父类方法 使其不能被子类重写

目录
相关文章
|
11天前
|
存储 NoSQL Redis
Redis 新版本引入多线程的利弊分析
【10月更文挑战第16天】Redis 新版本引入多线程是一个具有挑战性和机遇的改变。虽然多线程带来了一些潜在的问题和挑战,但也为 Redis 提供了进一步提升性能和扩展能力的可能性。在实际应用中,我们需要根据具体的需求和场景,综合评估多线程的利弊,谨慎地选择和使用 Redis 的新版本。同时,Redis 开发者也需要不断努力,优化和完善多线程机制,以提供更加稳定、高效和可靠的 Redis 服务。
26 1
|
8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。
11 3
|
8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。
9 2
|
8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。
16 2
|
8天前
|
Java 开发者
Java多线程初学者指南:介绍通过继承Thread类与实现Runnable接口两种方式创建线程的方法及其优缺点
【10月更文挑战第20天】Java多线程初学者指南:介绍通过继承Thread类与实现Runnable接口两种方式创建线程的方法及其优缺点,重点解析为何实现Runnable接口更具灵活性、资源共享及易于管理的优势。
19 1
|
8天前
|
安全 Java 开发者
Java多线程中的`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法,探讨了它们在实现线程间通信和同步中的关键作用
本文深入解析了Java多线程中的`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法,探讨了它们在实现线程间通信和同步中的关键作用。通过示例代码展示了如何正确使用这些方法,并分享了最佳实践,帮助开发者避免常见陷阱,提高多线程程序的稳定性和效率。
18 1
|
8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。
15 1
|
23天前
|
存储 前端开发 C++
C++ 多线程之带返回值的线程处理函数
这篇文章介绍了在C++中使用`async`函数、`packaged_task`和`promise`三种方法来创建带返回值的线程处理函数。
42 6
|
21天前
|
存储 运维 NoSQL
Redis为什么最开始被设计成单线程而不是多线程
总之,Redis采用单线程设计是基于对系统特性的深刻洞察和权衡的结果。这种设计不仅保持了Redis的高性能,还确保了其代码的简洁性、可维护性以及部署的便捷性,使之成为众多应用场景下的首选数据存储解决方案。
34 1
|
23天前
|
C++
C++ 多线程之线程管理函数
这篇文章介绍了C++中多线程编程的几个关键函数,包括获取线程ID的`get_id()`,延时函数`sleep_for()`,线程让步函数`yield()`,以及阻塞线程直到指定时间的`sleep_until()`。
20 0
C++ 多线程之线程管理函数