线程安全性(第二章)

简介:

线程安全性

要编写线程安全的代码,其核心在于要对状态访问操作进行管理,特别是对共享的(Shared)和可变的(Mutable)状态的访问。

  • 对象的状态:存储在状态变量(例如实例或静态域)中的数据,包括其他以来对象的域
  • 共享(Shared):意味着变量可以由多个线程同时访问
  • 可变(Mutable):变量的值在其生命周期内可以发生变化

一个对象是否需要使线程安全的,取决于它是否被多个线程访问。这指的是在程序中访问对象的方式,而不是对象要实现的功能。要使得对象是线程安全的,需要采用同步机制来协同对对象可变状态的访问。如果无法实现协同,那么可能会导致数据破坏以及其他不该出现的结果。

1. 什么是线程安全性:

在线程安全性的定义中,最核心的概念就是正确性。当多个线程访问某个类时,这个类始终都能表现出正确地行为,那么就称这个类是线程安全的。

  • 线程安全性特例:无状态类一定是线程安全的

2. 原子性

  • 竞态条件(Race condition):由于不恰当的执行时序而出现不正确地结果

        最常见的静态条件就是“先检查后执行”(可能导致通过一个失效的观测结果来决定下一步的动作)
    
    *不要将“竞态条件”与“数据竞争”相混淆,数据竞争是指,如果在访问共享的非final类型的域没有采用同步来进行协同,那么就会出现数据竞争。*
    

要保持状态的一致性,就需要在单个原子操作中更新所有相关的状态变量。

3.加锁机制

Java中的内置锁(synchronized)是可重入的,即已获得锁的线程可以再次获得这个锁。
对于可能被多个线程同时访问的可变状态变量,在访问它时都需要持有同一个锁,在这种情况下,我们称状态变量是由这个锁保护的。
一种常见的错误认为:只有在写入共享变量时才需要使用同步。这是错误的。

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