线程安全

2018-06-15  本文已影响0人  HJJ_3c00

线程安全

为什么有线程安全问题?

当多个线程同时共享,同一个全局变量或静态变量,做写的操作时,可能会发生数据冲突问题,也就是线程安全问题。但是做读操作是不会发生数据冲突问题。

线程安全解决办法:

问:如何解决多线程之间线程安全问题?

答:使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)。

synchronized:效率很低

同步代码块:

什么是同步代码块?答:就是将可能会发生线程安全问题的代码,给包括起来。synchronized(同一个数据){

 可能会发生线程冲突问题的代码

}

就是同步代码块 

synchronized(对象)//这个对象可以为任意对象 {

     需要被同步的代码 

对象如同锁,持有锁的线程可以在同步中执行 没持有锁的线程即使获取CPU的执行权,也进不去 

同步的前提: 

1,必须要有两个或者两个以上的线程 

2,必须是多个线程使用同一个锁 必须保证同步中只能有一个线程在运行   

好处:解决了多线程的安全问题 

弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源、抢锁的资源。

同步函数:

什么是同步函数?    

答:在方法上修饰synchronized 称为同步函数

同步函数使用this锁。一个线程用同步函数,另一个用同步代码块,线程不同步。

静态同步函数不用this锁,

问:为什么使用线程同步或使用锁能解决线程安全问题呢?

答:将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题),只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁,让后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。

问:什么是多线程之间同步?

答:当多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰。

线程死锁

死锁主要是同步代码块或同步函数中嵌套同步引起的。

线程安全的三大特性

原子性、可见性、有序性。

简单的说原子性就是多线程操作中要保障数据一致性,可见性就是多个线程访问同一个变量时,某个线程对该变量的操作时,能够让其他线程可见(线程通信),有序性就是多线程运行中对代码的重排序不能影响代码的逻辑。

以下详细参考:

什么是原子性

即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。

一个很经典的例子就是银行账户转账问题:比如从账户A向账户B转1000元,那么必然包括2个操作:从账户A减去1000元,往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。

我们操作数据也是如此,比如i = i+1;其中就包括,读取i的值,计算i,写入i。这行代码在Java中是不具备原子性的,则多线程运行肯定会出问题,所以也需要我们使用同步和lock这些东西来确保这个特性了。

原子性其实就是保证数据一致、线程安全一部分,

什么是可见性

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。

若两个线程在不同的cpu,那么线程1改变了i的值还没刷新到主存,线程2又使用了i,那么这个i值肯定还是之前的,线程1对变量的修改线程没看到这就是可见性问题。

什么是有序性

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

一般来说处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。如下:

inta = 10;    //语句1

intr = 2;    //语句2

a =a + 3;    //语句3

r =a*a;     //语句4

则因为重排序,他还可能执行顺序为 2-1-3-4,1-3-2-4

但绝不可能 2-1-4-3,因为这打破了依赖关系。显然重排序对单线程运行是不会有任何问题,而多线程就不一定了,所以我们在多线程编程时就得考虑这个问题了。

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