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简介
如果我们在多线程中引入了共享变量,那么我们就需要考虑一下多线程下线程安全的问题了。那么我们在编写代码的过程中,需要注意哪些线程安全的问题呢?
一起来看看吧。
注意线程安全方法的重写
大家都做过方法重写,我们知道方法重写是不会检查方法修饰符的,也就是说,我们可以将一个synchronized的方法重写成为非线程安全的方法:
public class SafeA { public synchronized void doSomething(){ } }
public class UnsafeB extends SafeA{ @Override public void doSomething(){ } }
我们在实现子类功能的时候,一定要保持方法的线程安全性。
构造函数中this的溢出
this是什么呢?根据JLS的规范,当用作主要表达式时,关键字this表示一个值,该值是对其调用实例方法的对象或正在构造的对象的引用。
那么问题来了,因为this能够表示正在构造的对象,那么意味着,如果对象还没有构建完毕,而this又可以被外部访问的话,就会造成外部对象访问到还未构造成功对象的问题。
我们来具体看一下this溢出都会发生在哪些情况:
public class ChildUnsafe1 { public static ChildUnsafe1 childUnsafe1; int age; ChildUnsafe1(int age){ childUnsafe1 = this; this.age = age; } }
上面是一个非常简单的this溢出的情况,在构造函数的过程中,将this赋值给了一个public对象,将会导致this还没有被初始化完毕就被其他对象访问。
那么我们调整一下顺序是不是就可以了呢?
public class ChildUnsafe2 { public static ChildUnsafe2 childUnsafe2; int age; ChildUnsafe2(int age){ this.age = age; childUnsafe2 = this; } }
上面我们看到,this的赋值被放到了构造方法的最后面,是不是就可以避免访问到未初始化完毕的对象呢?
答案是否定的,因为java会对代码进行重排序,所以childUnsafe2 = this的位置是不定的。
我们需要这样修改:
public class Childsafe2 { public volatile static Childsafe2 childUnsafe2; int age; Childsafe2(int age){ this.age = age; childUnsafe2 = this; } }
加一个volatile描述符,禁止重排序,完美解决。
我们再来看一个父子类的问题,还是上面的Childsafe2,我们再为它写一个子类:
public class ChildUnsafe3 extends Childsafe2{ private Object obj; ChildUnsafe3(int age){ super(10); obj= new Object(); } public void doSomething(){ System.out.println(obj.toString()); } }
上面的例子有什么问题呢?因为父类在调用构造函数的时候,已经暴露了this变量,所以可能会导致ChildUnsafe3中的obj还没有被初始化的时候,外部程序就调用了doSomething(),这个时候obj还没有被初始化,所以会抛出NullPointerException。
解决办法就是不要在构造函数中设置this,我们可以新创建一个方法,在构造函数调用完毕之后,再进行设置。
不要在类初始化的时候使用后台线程
如果在类初始化的过程中,使用后台进程,有可能会造成死锁,我们考虑下面的情况:
public final class ChildFactory { private static int age; static { Thread ageInitializerThread = new Thread(()->{ System.out.println("in thread running"); age=10; }); ageInitializerThread.start(); try { ageInitializerThread.join(); } catch (InterruptedException ie) { throw new AssertionError(ie); } } public static int getAge() { if (age == 0) { throw new IllegalStateException("Error initializing age"); } return age; } public static void main(String[] args) { int age = getAge(); } }
上面的类使用了一个static的block,在这个block中,我们启动一个后台进程来设置age这个字段。
为了保证可见性,static变量必须在其他线程运行之前初始化完毕,所以ageInitializerThread需要等待main线程的static变量执行完毕之后才能运行,但是我们又调用了ageInitializerThread.join()方法,主线程又需要反过来等待ageInitializerThread的执行完毕。
最终导致了循环等待,造成了死锁。
最简单的解决办法就是不使用后台进程,直接在static block中设置:
public final class ChildFactory2 { private static int age; static { System.out.println("in thread running"); age=10; } public static int getAge() { if (age == 0) { throw new IllegalStateException("Error initializing age"); } return age; } public static void main(String[] args) { int age = getAge(); } }
还有一种办法就是使用ThreadLocal将初始化变量保存在线程本地。
public final class ChildFactory3 { private static final ThreadLocal<Integer> ageHolder = ThreadLocal.withInitial(() -> 10); public static int getAge() { int localAge = ageHolder.get(); if (localAge == 0) { throw new IllegalStateException("Error initializing age"); } return localAge; } public static void main(String[] args) { int age = getAge(); } }
本文的代码: