0%

java | 变量的线程安全分析

变量分为

  • 成员变量
  • 静态变量
  • 局部变量

成员变量和静态变量

  • 没有共享,线程安全
  • 共享了,只是读,则线程安全
  • 共享了,有读有写,则线程不安全

局部变量是否线程安全

  • 局部变量线程安全
  • 局部变量的引用,未必
    • 该对象没有逃离方法的作用范围,则安全
    • 该对象逃离了方法的作用范围,则不安全

局部变量

局部变量的范围逃逸

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
package com.redisc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.ArrayList;

@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {

public static void main(String[] args) {
ThreadUnsafe threadUnsafe = new ThreadUnsafe();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
threadUnsafe.method(5);
}).start();
}
}
}

@Slf4j(topic = "c.Room")
class ThreadUnsafe {

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

public void method(int loop) {
for (int i = 0; i < loop; i++) {
method2();
method3();
}
}

private void method2() {
list.add("1");
}

private void method3() {
list.remove(0);
}

}

上面可能会导致数组越界。因为很可能出现,重复写入下标为 0 的值,但是,移除了两次。

局部变量 暴漏引用

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
package com.redisc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.ArrayList;

@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {

public static void main(String[] args) {
ThreadSafe threadSafe = new ThreadSafe();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
threadSafe.method(5);
}).start();
}
}
}

@Slf4j(topic = "c.Room")
class ThreadSafe {


public void method(int loop) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < loop; i++) {
method2(list);
method3(list);
}
}

public void method2(ArrayList<String> list) {
list.add("1");
}

public void method3(ArrayList<String> list) {
list.remove(0);
}

}

上面的代码的 list ,由于是局部变量所以,不会出错,但是,如果将引用暴漏,则有可能出错。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
package com.redisc;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.ArrayList;

@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {

public static void main(String[] args) {
ThreadUnSafe threadSafe = new ThreadUnSafe();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
new Thread(() -> {
threadSafe.method(5);
}).start();
}
}
}

@Slf4j(topic = "c.Room")
class ThreadSafe {


public void method(int loop) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < loop; i++) {
method2(list);
method3(list);
}
}

public void method2(ArrayList<String> list) {
list.add("1");
}

public void method3(ArrayList<String> list) {
list.remove(0);
}

}

class ThreadUnSafe extends ThreadSafe {
@Override
public void method3(ArrayList<String> list) {
new Thread(() -> {
list.remove(0);
}).start();
}
}

method3 进行重写。然后再开启一个线程进行操作,则可能会出现不安全现象。

对于,不可变类,我们通常会设置为 final ,来让继承类不能更改方法,要是更改了,就有可能导致上面的问题。

线程安全类

java 中提供了一些线程安全类

  • String
  • Integer
  • StringBuffer
  • Random
  • Vector
  • Hashtable
  • java.util.concurrent 包下的类

这里的线程安全,指的是,多个线程调用同一个实例的某个方法时,线程是安全的。

线程安全类组合不一定安全

1
2
3
4
5
6
Hashtable table = new Hashtable();

// 线程一,线程二
if(table.get("key") == null){
table.put("key",value)
}

getput 操作组合在一起并不是原子操作。

不可变类的线程安全

StringInteger 等,都是不可变类,因为内部的状态不可以改变,所以,他们的方法都是线程安全的。

但是,Stringreplacesubstring 这些方法,改变 String。这是因为,每次调用这些方法,都会创建新的字符串。

spring boot 的常见不安全写法

有一种切面写法,比如,算出一个方法执行多长时间。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
@Aspect
@Component
public class MyAspect{
// 是否安全
private long start = 0L;

@Befor("execution(* *(..))")
public void before(){
start = System.nanoTime();
}

@After("execution(* *(..))")
public void afer(){
long end = System.nanoTime();
System.out.println(end - start);
}
}

这是线程不安全的,因为,注解后,对于 spring 来说就是单例模式。单例模式下,就会出现线程不安全的情况。

请我喝杯咖啡吧~