（转）java线程安全问题之静态变量、实例变量、局部变量

java多线程编程中，存在很多线程安全问题，至于什么是线程安全呢，给出一个通俗易懂的概念还是蛮难的，如同《java并发编程实践》中所说：

写道

给线程安全下定义比较困难。存在很多种定义，如：“一个类在可以被多个线程安全调用时就是线程安全的”。

此处不赘述了，首先给出静态变量、实例变量、局部变量在多线程环境下的线程安全问题结论，然后用示例验证，请大家擦亮眼睛，有错必究，否则误人子弟！

静态变量：线程非安全。

静态变量即类变量，位于方法区，为所有对象共享，共享一份内存，一旦静态变量被修改，其他对象均对修改可见，故线程非安全。

实例变量：单例模式（只有一个对象实例存在）线程非安全，非单例线程安全。

实例变量为对象实例私有，在虚拟机的堆中分配，若在系统中只存在一个此对象的实例，在多线程环境下，“犹如”静态变量那样，被某个线程修改后，其他线程对修改均可见，故线程非安全；如果每个线程执行都是在不同的对象中，那对象与对象之间的实例变量的修改将互不影响，故线程安全。

局部变量：线程安全。

每个线程执行时将会把局部变量放在各自栈帧的工作内存中，线程间不共享，故不存在线程安全问题。

静态变量线程安全问题模拟：

----------------------------------------------------------------------------------

Java代码  

  1. /**
  2. * 线程安全问题模拟执行
  3. *  ------------------------------
  4. *       线程1      |    线程2
  5. *  ------------------------------
  6. *   static_i = 4;  | 等待
  7. *   static_i = 10; | 等待
  8. *    等待          | static_i = 4;
  9. *   static_i * 2;  | 等待
  10. *  -----------------------------
  11. * */
  12. public class Test implements Runnable
  13. {
  14. private static int static_i;//静态变量
  15. public void run()
  16. {
  17. static_i = 4;
  18. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  19. + "]获取static_i 的值:" + static_i);
  20. static_i = 10;
  21. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  22. + "]获取static_i*3的值:" + static_i * 2);
  23. }
  24. public static void main(String[] args)
  25. {
  26. Test t = new Test();
  27. //启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题
  28. for (int i = 0; i < 3000; i++)
  29. {
  30. //t可以换成new Test(),保证每个线程都在不同的对象中执行，结果一样
  31. new Thread(t, "线程" + i).start();
  32. }
  33. }
  34. }

根据代码注释中模拟的情况，当线程1执行了static_i = 4;  static_i = 10; 后，线程2获得执行权，static_i = 4; 然后当线程1获得执行权执行static_i * 2;  必然输出结果4*2=8，按照这个模拟，我们可能会在控制台看到输出为8的结果。

写道

[线程27]获取static_i 的值:4 
[线程22]获取static_i*2的值:20 
[线程28]获取static_i 的值:4 
[线程23]获取static_i*2的值:8 
[线程29]获取static_i 的值:4 
[线程30]获取static_i 的值:4 
[线程31]获取static_i 的值:4 
[线程24]获取static_i*2的值:20

看红色标注的部分，确实出现了我们的预想，同样也证明了我们的结论。

实例变量线程安全问题模拟：

----------------------------------------------------------------------------------

Java代码  

  1. public class Test implements Runnable
  2. {
  3. private int instance_i;//实例变量
  4. public void run()
  5. {
  6. instance_i = 4;
  7. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  8. + "]获取instance_i 的值:" + instance_i);
  9. instance_i = 10;
  10. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  11. + "]获取instance_i*3的值:" + instance_i * 2);
  12. }
  13. public static void main(String[] args)
  14. {
  15. Test t = new Test();
  16. //启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题
  17. for (int i = 0; i < 3000; i++)
  18. {
  19. //每个线程对在对象t中运行，模拟单例情况
  20. new Thread(t, "线程" + i).start();
  21. }
  22. }
  23. }

按照本文开头的分析，犹如静态变量那样，每个线程都在修改同一个对象的实例变量，肯定会出现线程安全问题。

写道

[线程66]获取instance_i 的值:10 
[线程33]获取instance_i*2的值:20 
[线程67]获取instance_i 的值:4 
[线程34]获取instance_i*2的值:8 
[线程35]获取instance_i*2的值:20 
[线程68]获取instance_i 的值:4

看红色字体，可知单例情况下，实例变量线程非安全。

将new Thread(t, "线程" + i).start();改成new Thread(new Test(), "线程" + i).start();模拟非单例情况，会发现不存在线程安全问题。

局部变量线程安全问题模拟：

----------------------------------------------------------------------------------

Java代码  

  1. public class Test implements Runnable
  2. {
  3. public void run()
  4. {
  5. int local_i = 4;
  6. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  7. + "]获取local_i 的值:" + local_i);
  8. local_i = 10;
  9. System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()
  10. + "]获取local_i*2的值:" + local_i * 2);
  11. }
  12. public static void main(String[] args)
  13. {
  14. Test t = new Test();
  15. //启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题
  16. for (int i = 0; i < 3000; i++)
  17. {
  18. //每个线程对在对象t中运行，模拟单例情况
  19. new Thread(t, "线程" + i).start();
  20. }
  21. }
  22. }

控制台没有出现异常数据。

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以上只是通过简单的实例来展示静态变量、实例变量、局部变量等的线程安全问题，

并未进行底层的分析，下一篇将对线程问题的底层进行剖析。

静态方法是线程安全的

先看一个类

public class  Test{

public static  String hello(String str){

String tmp="";

tmp  =  tmp+str;

return tmp;

}

}

hello方法会不会有多线程安全问题呢？没有！！

静态方法如果没有使用静态变量，则没有线程安全问题。

为什么呢？因为静态方法内声明的变量，每个线程调用时，都会新创建一份，而不会共用一个存储单元。比如这里的tmp,每个线程都会创建自己的一份，因此不会有线程安全问题

注意，静态变量，由于是在类加载时占用一个存储区，每个线程都是共用这个存储区的，所以如果在静态方法里使用了静态变量，这就会有线程安全问题！

总结：只要方法内含有静态变量，就是非线程安全的

来自：http://blog.csdn.net/aaa1117a8w5s6d/article/details/8295527

时间： 2024-10-27 02:21:29

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