共享资源的线程安全性Local VariablesLocal Object ReferencesObject Member VariablesThe Thread Control Escape Rul

  • 局部变量
  • 局部对象变量的引用
  • 对象成员变量
  • 线程控制权原则

如果某段代码可以正确的被多线程并发的执行,那么我们就称这段代码是线程安全的,如果一段代码是线程安全的那么他肯定不会出现资源竞速的问题。资源竞速的问题只发生在多个线程同时更新共享资源的情况。因此,我们我们需要很清楚的知道java线程在执行的时候共享了哪些资源?什么类型的资源?不同类型的资源会引起不同的问题。

Local Variables

局部变量存储在各自的线程栈中,这就意味着局部变量不会被不同线程共享,每个线程都是私有的,所以局部的原始数据类型的变量是线程安全的。

public void someMethod(){

  long threadSafeInt = 0;

  threadSafeInt++;
}

Local Object References

局部的引用变量相对有点不同,我们知道引用本身都是私有的,但是对象的引用确实共享的,因为对象不存在线程的本地栈中,而是存在共享堆中。

如果一个对象在局部创建,而且从来没有离开创建他所在的那个方法,那么就是线程安全的,进一步的,我们也可以把这个引用变量传给其他方法和对象,只要这些对象和方法对其他的线程不可用。

public void someMethod(){

  LocalObject localObject = new LocalObject();

  localObject.callMethod();
  method2(localObject);
}

public void method2(LocalObject localObject){
  localObject.setValue("value");
}

Object Member Variables

我们都知道成员变量是存储在堆上的,因此如果两个线程调用同一个对象的方法,这个方法更新了对象成员变量的话,这个方法就不是线程安全的。看下面这个例子就不是线程安全的:

public class NotThreadSafe{
    StringBuilder builder = new StringBuilder();

    public add(String text){
        this.builder.append(text);
    }
}
NotThreadSafe sharedInstance = new NotThreadSafe();

new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();
new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();

public class MyRunnable implements Runnable{
  NotThreadSafe instance = null;

  public MyRunnable(NotThreadSafe instance){
    this.instance = instance;
  }

  public void run(){
    this.instance.add("some text");
  }
}

如果两个线程操作的是不同的对象实例,那么实际上又是线程安全的。

new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();
new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();

所以,只要我们控制好对对象的访问和操作,即使对象不是线程安全的,我们也可以写出线程安全的代码。

The Thread Control Escape Rule

我们可以运用** The Thread Control Escape Rule **来判断一个线程是否是线程安全的。

If a resource is created, used and disposed within the control of the same thread, and never escapes the control of this thread, the use of that resource is thread safe. 如果一个资源的创建,使用,操作都被同一个线程所控制,而且从未逃脱过这个线程的控制,那么对于这个资源的使用就是线程安全的。

即使一个对象是线程安全的,如果这个对象指向一个文件或者数据库的话,你的应用程序可能不会是线程安全的,例如,如果线程1和线程2各自创造他们自己的数据库连接,那么这两个连接是相互独立的,但是他们对于数据库的访问由于是访问同一个数据库资源,那么就可能会出现线程安全的问题。

check if record X exists
if not, insert record X

假设出现这样的执行顺序

Thread 1 checks if record X exists. Result = no
Thread 2 checks if record X exists. Result = no
Thread 1 inserts record X
Thread 2 inserts record X

这样就出现了问题。

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