四个线程安全策略 线程限制: 一个被线程限制的对象,由线程独占,并且只能被占有它的线程修改 共享只读: 一个共享只读的对象,在没有额外同步的情况下,可以被多个线程并发访问,但是任何线程都不能修改它 线程安全对象 : 一个线程安全的对象或者容器,在内部通过同步机制来保证线程安全,所以其他线程无需额外的同步就可以通过公共接口随意访问它 被守护对象: 被守护对象只能通过获取特定的锁来访问 ---- 不可变对象 有一种对象发布了就是安全的 所谓线程不安全的类,是指该类的实例对象可以同时被多个线程共享访问,如果不做同步或线程安全的处理,就会表现出线程不安全的行为。 4.有一种写法需要注意,即便是线程安全的对象,在这种写法下也可能会出现线程不安全的行为,这种写法就是先检查后执行: if(condition(a)){ handle(a); } 在这个操作里, 这种写法导致线程不安全的主要原因是因为这里分成了两步操作,这个过程是非原子性的,所以就会出现线程不安全的问题。
一个进程的多个线程,共享同一份内存资源,如果两个线程,都尝试修改某个变量,就可能出现冲突; 某个逻辑单个线程执行是可以的,但是多个线程执行出现问题,这就是线程不安全,反之则线程安全 线程安全问题的原因 [ 根本原因 ] 操作系统对于线程的调度是随机的(没有办法应对) 两个线程针对同一个变量进行修改操作 修改操作不是原子的 内存可见性 指令重排序 eg:线程不安全例子 public class Demo14 5w次 ++ 操作,其结果应该为10w,但运行结果确像是一个<10w的随机值,这就是两个线程对同一变量修改的不安全。 count++操作实际是三次指令,将内存值加载到cpu寄存器中,在cpu寄存器中对值进行计算,将寄存器再写入到内存中,由于是三次指令,可能在某一条指令时调度到别的线程,这样的调度穿插过程就可能出现线程安全问题 虽然和synchronized都是解决线程安全问题,但和synchronized解决的是两种不同的问题。
线程安全是开发者在开发多线程任务时最关心的问题,那么线程安全需要注意哪些呢? 一、思考:线程安全产生的原因是什么? 二、final,volatile关键字的作用? 四、如何编写线程安全的程序? 五、ThreadLocal使用的注意事项有哪些? 一、思考:线程安全产生的原因是什么? ; C 中 a=3; 然后主内存同步到其他线程:主内存 a=4,A的工作内存 a = 4; B工作内存中 a=4; C 中 a=4; 这时就出问题了:a = 5才对,因为A,B线程都执行了a++,两次a 二、如何实现线程安全呢? 根据线程安全原因:可变资源(内存)线程间共享可得出: 不共享资源 共享不可变资源 共享可变资源(可见性、操作原子性、禁止重排序) 1、不共享资源 ThreadLocal: 如何使用ThreadLocal
在了解完这个问题后,我们又需要去了解一个使用多线程不得不考虑的问题——线程安全。今天我们不说如何保证一个线程的安全,我们聊聊什么是线程安全? 因为我之前面试被问到了,说真的,我之前真的不是特别了解这个问题,我们好像只学了如何确保一个线程安全,却不知道所谓的安全到底是什么!3、什么是线程安全? 搞清楚了什么是线程安全,接下来我们看看Java中确保线程安全最常用的两种方式。先来看段代码。 毫无疑问,它绝对是线程安全的,我们来分析一下,为什么它是线程安全的? 4、添加一个状态呢?如果我们给这段代码添加一个状态,添加一个count,来记录这个方法并命中的次数,每请求一次count+1,那么这个时候这个线程还是安全的吗?
类型存储介质数据特征共享内存主内存存放变量多线程共享本地内存CPU 高速缓存、缓冲区、寄存器以及其它硬件优化临时存放线程使用的变量副本使用期间其它线程无法访问优势:由于 CPU 执行速度明先快于内存读写速度 可见性可见性是指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。Java 语言会尽可能保证主内存数据和本地内存同步,但仍可能出现不可见问题。 线程锁互斥锁和自旋锁互斥锁阻塞锁。当线程需要获取的锁已经被其他线程占用时,该线程会被直接挂起。直到其他线程释放锁,由操作系统激活线程。 适用于锁使用者保持锁时间比较长的情况,线程挂起后不再消耗 CPU 资源。自旋锁非阻塞锁。当线程需要获取的锁已经被其他线程占用时,该线程会不断地消耗 CPU 的时间去试图获取锁。 可重入锁允许一个线程对同一对象多次上锁。由 JVM 记录对象被线程加锁次数,只有当线程释放掉所有锁(加锁次数为0)时,其他线程才获准进入。
第二章 线程安全 2.1 线程安全 2.2 线程同步 2.3 同步代码块 2.4 同步方法 2.5 Lock锁 第三章 线程状态 3.1 线程状态概述 3.2 Timed Waiting(计时等待) 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。 4. 线程池只能放入实现 Runable 或 Callable 类线程,不能直接放入继承 Thread 的类。 使用匿名内部类的方式实现 Runnable 接口,重新 Runnable 接口中的 run 方法: 第二章 线程安全 2.1 线程安全 如果有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码 这种问题,几个窗口 ( 线程 ) 票数不同步了,这种问题称为线程不安全。 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。 若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操 作,而无写 操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线 程同步, 否则的话就可能影响线程安全。
一、什么是线程安全? 二、java语言中的线程安全 我们将java语言中各种操作共享的数据分为以下5类:不可变、绝对线程安全、相对线程安全、线程兼容和线程对立。 绝对线程安全 在Java API中标注自己是线程安全的类,大多数都不是绝对的线程安全。我们可以通过Java API中一个不是“绝对线程安全”的线程安全类来看看这里的“绝对”是什么意思。 相对线程安全 相对的线程安全就是我们通常意义上所讲的线程安全,它需要保证对这个对象单独的操作是线程安全的,我们在调用的时候不需要做额外的保障措施,但是对于一些特定顺序的连续调用,就可能需要在调用端使用额外的同步手段来保证调用的正确性 4. 轻量级锁 使用对象头的Mark Word中锁标志位代替操作系统互斥量实现的锁。
AQS 核心思想是通过以下方式,建立一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制。如果被请求的共享资源空闲,则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程,并且将共享资源设置为锁定状态。 如果被请求的共享资源被占用,就将暂时获取不到锁的线程封装成一个结点,加入到一个虚拟的双向队列 CLH 中。CLH 不存在真实的队列,仅存在结点之间的关联关系。 线程抢占资源时会通过 CAS 操作去尝试修改 state ,成功则获取锁成功,失败则进入等待队列等待被唤醒。 Share(共享)多个线程可同时执行,如 Semaphore/CountDownLatch。 isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。 tryAcquire(int):独占方式。
线程安全: 线程安全就是多线程访问时,采用了加锁机制,当一个线程访问该类的某个数据时,进行保护,其他线程不能进行访问直到该线程读取完,其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。 线程不安全就是不提供数据访问保护,有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。 如何保证呢: 1、使用线程安全的类; 2、使用synchronized同步代码块,或者用Lock锁; > 由于线程安全问题,使用synchronized同步代码块 原理:当两个并发线程访问同一个对象 object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。 另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。 3、多线程并发情况下,线程共享的变量改为方法局部级变量; 参考学习:线程安全和线程同步Synchronized
4 进行改进 还是上面那个问题,平常开发中,我们更多的是对 对象的某个属性进行操作,所有我们采用面向对象的方式,解决这个问题。 @Slf4j public class C1_线程安全面向对象 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException 5 变量的线程安全分析 成员变量和静态变量是否线程安全? 如果它们没有共享,则线程安全 如果它们被共享了,根据它们的状态是否能够改变,又分两种情况 如果只有读操作,则线程安全 如果有读写操作,则这段代码是临界区,需要考虑线程安全 局部变量是否线程安全? 给个提示,这些线程安全类的方法,单个是线程安全的,那么多个组合起立还是不是呢。
移动端开发过程中,会出现 进程 和 线程的概念,以及多线程中 线程安全 的问题。 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); private ExecutorService grayThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); 线程安全 所以在多个线程同时访问数据时,也就会引入线程安全的问题。 多线程安全要解决的问题是,不同线程访问同一数据时的数据安全问题。 解决线程安全的常用方法是增加 synchronized 关键字. synchronized使用示例: //synchronized 加在方法上 private synchronized void setNewValue 线程数据同步安全中,volatile关键字也是比较常用的, volatile关键字能够保证可见性,被volatile修饰的变量,在一个线程中被改变时会立刻同步到主内存中,而另一个线程在操作这个变量时都会先从主内存更新这个变量的值
Java中多线程的使用(超级超级详细)线程安全 4 什么是线程安全? 有多个线程在同时运行,这些线程可能会运行相同的代码,程序运行的每次结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他变量的值也和预期的值一样,这就是线程安全 我们下面来用一段代码来演示线程不安全的情况,下面用车站卖票来举例 我们发现一号二号三号都在重复卖同一张票,这种问题在现实生活中是不被允许出现的,是会出现事故的,这就是线程不安全导致的问题 下面我们来讲解为什么会出现线程安全问题 线程安全原理解析 ? 这样理解起来我当初还思考了好久,不过体验一下下面这段话后我就有点领悟了: 多线程并不是线程并行(真正的线程并行需要多个cpu),而是通过cpu时间片轮换来完成的,所以就存在一个问题,当a线程进入线程体的时候 以上就是我对线程安全的一些理解,如果有错误还请各位批评指正,喜欢我的可以点赞收藏一波,我基本每天都会跟新文章,可以关注我互相交流
这些面试题常被问,答案是,左边的都是非线程安全,右边都是线程安全! 然后又问你,什么是线程安全,什么是非线程安全呢? A.线程安全 当多个线程类并发操作某类的方法A,来修改这个A方法的某个成员变量的值B,B不会出错,则我们就说,该的这个A方法是线程安全的。 B.非线程安全 当多个线程类并发操作某类的方法A,来修改这个A方法的某个成员变量的值B,B会出错,则我们就说,该的这个A方法是非线程安全的。 线程执行dou()方法的时候,实例pi返回的是当前线程的对象。这样的调用是线程安全的。 线程安全跟非线程安全如何取舍 从第一个例子可得知,非线程的方法添加synchronized修饰就可以转化为线程安全,但是性能会相差20倍左右,如果不加的话,该类的成员变量又可能发生错误,所以具体就看你的需求
线程安全 线程是越多越好吗?答案否,线程太多的话,会造成CPU频繁的切换反而会造成很多线程处于等待状态。 除了浪费资源和效率之外,多线程带来的其他风险:安全、死锁等 比如下面程序: public class CountAdd implements Callable { private Map<String map.getOrDefault("count", 0); map.put("count", ++integer); } 为什么加synchronized就可以让线程变的安全 synchronized是一种锁,JUC的Lock是一种锁,锁是在多线程中为了保障程序的安全性的一种同步机制。 多线程+锁=万无一失?多度的使用锁,锁的创建和销毁相应的开销越大。 互斥条件 ——一个资源每次只能被一个进程使用 2.不可剥夺条件 ——进程对已有资源未使用完,不可剥夺 3.请求与保持条件 ——一个进程为请求一个一个资源而阻塞,已有资源不释放 4.
将结果赋值 index 数据漏过 主要是由于线程1修改后index值已改变未输出前,cpu将权利交给线程2,线程2继续累加并输出 2.数据重复 主要是由于线程1执行到index +1但是还没赋值index ,cpu就将执行权交给线程2 3.超过最大值 当index=499 时线程1和线程2都看到满足条件,线程1将index增加到500后,线程2恢复执行变为501 synchronized synchronized 已经被其他线程所拥有,则其他线程再尝试获取所有权时,被陷入阻塞状态,直到monitor计数器变为0,才能再次获取 Monitor exit 释放monitor所有权就是将计数器减一,前提是必须拥有所有权 注意: 1. monitor关联对象不能为空 2. synchronized的作用域不要太大,越大效率越低 3.不同的monitor不要使用相同的锁, 4. class 锁 死锁的原因 交叉锁导致死锁 A 持有 R1 等待 R2 , B 持有 R2 等待 R1 2.内存不足 共30M内存,A持有 10 ,B 持有 20 , 都在等待资源 3.一问一答数据交换 4.
本篇将要介绍对象的共享的剩余内容【线程封闭,不变性,安全发布】。1. 线程封闭线程封闭(Thread Confinement)是实现线程安全性的最简单方式之一。 当某个对象封闭在一个线程中时,这种用法将自动实现线程安全性,即使被封闭的对象本身不是线程安全的。在Java中使用线程封闭技术有:Swing 和 JDBC 的 Connection 对象。 Swing 的可视化组件和数据模型对象都不是线程安全的,Swing 通过将它们封闭到 Swing 的事件分发线程中来实现线程安全性;为了进一步简化对 Swing 的使用,Swing 还提供了 invokeLater 在没有额外的同步的情况下,任何线程都可以安全地使用被安全发布的事实不可变对象。 事实不可变对象必须通过安全方式来发布。可变对象必须通过安全方式来发布,并且必须是线程安全的或者由某个锁保护起来。
欢迎关注微信公众号:数据科学与艺术 作者WX:superhe199 线程安全指的是在多线程环境下,共享的资源能够被正确地访问和操作,不会出现数据不一致或者异常的情况。 原子操作能够保证不可分割地执行,从而避免了线程切换的时候出现的数据不一致问题。 使用线程安全的数据结构,如线程安全的队列、集合等。 这些数据结构在设计时考虑了多线程操作的问题,能够保证在多线程环境下的安全性。 使用线程局部存储(Thread Local Storage,TLS)来存储线程私有的数据,避免共享资源的竞争。 count变量的递增操作是线程安全的。 最终输出的结果应该是10000,如果没有线程安全措施,可能会出现不确定的结果。
回归正题,当我们查看JDK API的时候,总会发现一些类说明写着,线程安全或者线程不安全,比如说StringBuilder中,有这么一句,“将StringBuilder 的实例用于多个线程是不安全的。 ”,那么下面手动创建一个线程不安全的类,然后在多线程中使用这个类,看看有什么效果。 将线程类成员变量拿到run方法中,这时count引用是线程内的局部变量; public class ThreadTest4 { public static void main(String[] args 上述测试,我们发现,存在成员变量的类用于多线程时是不安全的,不安全体现在这个成员变量可能发生非原子性的操作,而变量定义在方法内也就是局部变量是线程安全的。 想想在使用struts1时,不推荐创建成员变量,因为action是单例的,如果创建了成员变量,就会存在线程不安全的隐患,而struts2是每一次请求都会创建一个action,就不用考虑线程安全的问题。
线程通信 多个线程因为在同一个进程中,所以互相通信比较容易 线程通信的经典模型:生产者与消费者问题 生产者负责生成商品,消费者负责消费商品,生产不能过剩(仍有数据未被消费时不能生产),消费不能没有(不能消费还没有生产的数据 生产者生产资源时,发现仍然存在资源就不继续生产,如果没有资源就生产,然后等待,唤醒消费者来消费 注意: 线程通信一定是多个线程操作同一个资源才需要进行通信 线程通信必须先保证线程安全,否则毫无意义,代码也会报错 线程通信的Object提供三种核心方法 wait()方法:让当前线程进入等待状态,此方法必须由锁对象调用 notify()方法:唤醒当前锁对象上等待状态的某个线程,此方法必须由锁对象调用 notifyAll :分别规定了存钱线程和取钱线程 package ThreadSafety; //线程类:将存钱行为看作是一条单独的线程创建 public class SaveThread extends Thread Blocked(锁阻塞) 当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程锁持有,则该线程进入Blocked状态,当该线程持有锁时,状态将改变为Runnable Waiting(无限等待) 一个线程在等待另一个线程执行一个
运行状态(RUNNING): 如果处于就绪状态的线程获得了 CPU,开始执行 run()方法的线程执行体,则该线程处于运行状态。 4. 终止线程 4 种方式 1. 正常运行结束 程序运行结束,线程自动结束。 2. 使用退出标志退出线程 一般 run()方法执行完,线程就会正常结束,然而,常常有些线程是伺服线程。 4. stop 方法终止线程(线程不安全) 程序中可以直接使用 thread.stop()来强行终止线程,但是 stop 方法是很危险的,就象突然关 闭计算机电源,而不是按正常程序关机一样,可能会产生不可预料的结果 ,不安全主要是:thread.stop()调用之后,创建子线程的线程就会抛出 ThreadDeatherror 的错误,并且会释放子 线程所持有的所有锁。 在调用 sleep()方法的过程中,线程不会释放对象锁。 (4).