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[Java教程](原创)确保JAVA线程安全的4种常用方法


在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