(原创)确保JAVA线程安全的4种常用方法

12/12/2015来源:Java教程人气:5193

java中可以有很多方法来保证线程安全,比如使用同步方法、同步块,使用原子类(atomic concurrent classes),实现并发锁,使用volatile关键字,使用不变类和线程安全类。

这里是最基础的线程安全教程

实际上在volatile的使用上很容易有误解,以为volatile就可以做原子操作,实际不然。Volatile 变量具有 synchronized 的可见性特性,但是不具备原子特性。这就是说线程能够自动发现 volatile 变量的最新值。Volatile 变量可用于提供线程安全,但是只能应用于非常有限的一组用例:多个变量之间或者某个变量的当前值与修改后值之间没有约束。因此,单独使用 volatile 还不足以实现计数器、互斥锁或任何具有与多个变量相关的不变式(Invariants)的类(例如 “start <=end”)。

对于volatile修饰的变量,jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的。

直接上代码:

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


public class Counter {
    
    public static int count = 0; //对于值引用来说,多线程操作的是变量的副本,操作完后刷新到主存中.所以不具有原子性。
    //错误的volatile使用方法,volatil只是直接进行内存地址操作,但并不能保证线程安全.volatile很容易被误用,用来进行原子性操作,
    public volatile static int volatileCount = 0; 
    static Object obj =new Object();
    public static AtomicInteger atomicCount;// 正确的方法1,使用原子操作
    
    static class MyObject{// 正确的方法4,使用地址引用,多线程是通过地址操作。值的改变是同一个变量(地址)
        static int mycount=0;
        }

    public static void inc1() {
        MyObject.mycount++;
    }
   
    public static void inc() {
        //这里延迟1毫秒,使得结果明显
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        
        //典型错误1:在资源对象加锁显然是不对的,实际上毫无意义
        //Lock lock =new ReentrantLock();     
        //lock.lock();
        //synchronized (obj)  // 正确的方法2,可重人的同步块操作。这也是最常用的办法
        {
            count++;
            volatileCount++;
            atomicCount.incrementAndGet();
        }
        //lock.unlock();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同时启动100个线程,去进行i++计算,看看实际结果
        atomicCount =new AtomicInteger(0);
        Lock lock =new ReentrantLock(); // 正确的方法3,可重人锁   ReentrantLock
        Thread threads[]=new Thread[100];
 
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threads[i]=new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //lock.lock();// 正确的方法3,可重人锁   ReentrantLock
                    Counter.inc();
                    //lock.unlock(); 
                    inc1();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        
        //保障线程全部结束
        for(int i=0;i<100;i++){
            try {
                threads[i].join();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.PRintStackTrace();
            }
        }
 
        //如果没有同步锁.值有可能不同。
        System.out.println("运行结果1:Counter.count=" + Counter.count);
        //atomicCount值都应该是一致的
        System.out.println("运行结果2:Counter.atomicCount=" + Counter.atomicCount);
        //atomicCount值。如果没有同步锁.值有可能不同。
        System.out.println("运行结果3:Counter.volatileCount=" + Counter.volatileCount);
        //使用地址引用,多线程是通过地址操作。值的改变是同一个变量(地址)。值都应该是一致的
        System.out.println("运行结果4:Counter.mycount=" +MyObject.mycount);
    }
    
    
}

 

运行之后,结果可能会这样

运行结果1:Counter.count=96
运行结果2:Counter.atomicCount=100
运行结果3:Counter.volatileCount=97
运行结果4:Counter.mycount=100

 

如果在52行和54行取消注释(或者取消32行的注释),结果必然如下:

运行结果1:Counter.count=100
运行结果2:Counter.atomicCount=100
运行结果3:Counter.volatileCount=100
运行结果4:Counter.mycount=100