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多執行緒安全問題

為什麼會出現執行緒安全問題

  • 當多個執行緒同時共享,同一個全域性變數或靜態變數,做寫的操作時,可能會發生資料衝突問題,也就是執行緒安全問題。但是做讀操作是不會發生資料衝突問題。

執行緒安全解決辦法:

  • 問:如何解決多執行緒之間執行緒安全問題?
    答:使用多執行緒之間同步synchronized或使用鎖(lock)。
  • 問:為什麼使用執行緒同步或使用鎖能解決執行緒安全問題呢?
    答:將可能會發生資料衝突問題(執行緒不安全問題),只能讓當前一個執行緒進行執行。程式碼執行完成後釋放鎖,讓後才能讓其他執行緒進行執行。這樣的話就可以解決執行緒不安全問題。
  • 問:什麼是多執行緒之間同步?
    答:當多個執行緒共享同一個資源,不會受到其他執行緒的干擾。

多執行緒有三大特性

  • 原子性
    即一個操作或者多個操作 要麼全部執行並且執行的過程不會被任何因素打斷,要麼就都不執行。
    一個很經典的例子就是銀行賬戶轉賬問題:
    比如從賬戶A向賬戶B轉1000元,那麼必然包括2個操作:從賬戶A減去1000元,往賬戶B加上1000元。這2個操作必須要具備原子性才能保證不出現一些意外的問題。
    我們操作資料也是如此,比如i = i+1;其中就包括,讀取i的值,計算i,寫入i。這行程式碼在Java中是不具備原子性的,則多執行緒執行肯定會出問題,所以也需要我們使用同步和lock這些東西來確保這個特性了。
    原子性其實就是保證資料一致、執行緒安全一部分,
  • 可見性
    當多個執行緒訪問同一個變數時,一個執行緒修改了這個變數的值,其他執行緒能夠立即看得到修改的值。
    若兩個執行緒在不同的cpu,那麼執行緒1改變了i的值還沒重新整理到主存,執行緒2又使用了i,那麼這個i值肯定還是之前的,執行緒1對變數的修改執行緒沒看到這就是可見性問題。
  • 有序性
    程式執行的順序按照程式碼的先後順序執行。
    一般來說處理器為了提高程式執行效率,可能會對輸入程式碼進行優化,它不保證程式中各個語句的執行先後順序同程式碼中的順序一致,但是它會保證程式最終執行結果和程式碼順序執行的結果是一致的。如下:
    int a = 10; //語句1
    int r = 2; //語句2
    a = a + 3; //語句3
    r = a*a; //語句4
    則因為重排序,他還可能執行順序為 2-1-3-4,1-3-2-4
    但絕不可能 2-1-4-3,因為這打破了依賴關係。
    顯然重排序對單執行緒執行是不會有任何問題,而多執行緒就不一定了,所以我們在多執行緒程式設計時就得考慮這個問題了。