关于Java语言中的线程安全问题

文章转自：javaeye

Java语言是一种支持多线程的语言，它通过同步（互斥）和协作（等待和唤醒）来完成。这里聊聊同步。

线程不安全主要来自于类变量（静态变量）和实例变量，前者位于方法区中，后者位于堆中，都是共享区域。局部变量是没有这个问题的，因为它在线程独有的栈中。先看下面的例子：

public class Test implements Runnable {

    private int j;

    public Test() {
    }

    public void testThreadLocal() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                + ":============================= begin");
        j = 2;
        System.out.println(Thread.currentThread().getId() + ":" + j);
        j = 20;
        System.out.println(":" + j * 3 + ":");
        System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                + ":============================= end");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        for (int i = 0; i < 3000; i++) {
            new Thread(t).start();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        testThreadLocal();
    }
}

执行这个类的main方法，会出现线程不安全的问题。上面蓝色的语句，应该打印出：60：，但实际开了3000个线程（为了方便出现不安全的现象）后，会出现下面红色的：6：

655:============================= end
49:============================= end
:6:
156:============================= end
152:2
:60:

修改main方法，用多个Test对象，结果也是一样。

public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        for (int i = 0; i < 3000; i++) {
            new Thread(new Test() ).start();
        }
    }

我们保留多个Test对象的做法，在testThreadLocal方法上加一个同步关键字。

public synchronized void testThreadLocal()

结果没有用，仍然是不安全的。改成一个Test对象，这下可以了。原因很简单，synchronized通过在对象上加锁来实现线程安全。当使用多个Test对象时，仅仅在this对象上加锁是不行的，要在类（在java中，类仍然通过一个特殊的Class对象来体现）上加锁才行。所以改成：

public void testThreadLocal() {
       synchronized (this.getClass()) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                   + ":============================= begin");
           j = 2;
           System.out.println(Thread.currentThread().getId() + ":" + j);
           j = 20;
           System.out.println(":" + j * 3 + ":");
           System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                   + ":============================= end");
       }
   }

这下可以了。我们再看使用类变量的情况，先把synchronized关键字去掉，恢复到最初的代码，然后把实例变量改成类变量。

private int j;

private static int j;

实验结果和使用实例变量基本相同，唯一的不同之处在于，我们可以这样在类上加锁了，注意，testThreadLocal方法被改成静态方法。

public synchronized static void testThreadLocal() {

        System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                + ":============================= begin");
        j = 2;
        System.out.println(Thread.currentThread().getId() + ":" + j);
        j = 20;
        System.out.println(":" + j * 3 + ":");
        System.out.println(Thread.currentThread().getId()
                + ":============================= end");

    }

从上面的例子看到，我们使用类变量和实例变量的时候，都要非常小心，在多线程的环境下，很容易出现线程不安全的情况。上面我们还仅仅以基本类型int为例，如果是其他复杂类型，甚至像long这种在赋值时要两次原子操作的基本数据类型，线程不安全的情况还要隐秘一些。

文章来自：JAVA武林 WWW.java50.com

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