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Java多线程中的线程安全  

2016-12-10 22:05:04|  分类: JAVA |  标签: |举报 |字号 订阅

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何谓线程安全,比如一个 ArrayList 类,察看代码,发现在添加一个元素的时候,是分有两步来完成【这个跟网上的说法并不一样,以JDK7源码为准】:
1. 增大 Size 的值。
2. 在 Items[Size]的位置存放此元素。

public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); //增大 Size 的值
elementData[size++] = e; //在 Items[Size]的位置存放此元素

return true;
}

单线程的情况下,肯定问题不大,但是如果是多线程,比如两个线程,线程 A 先将大小加1。但是此时 CPU 调度线程A暂停,线程 B 得到运行的机会。线程B向此 ArrayList 添加元素2,因为此时 Size 等于 2 (注意,这个事实并不一定每次都发生,只是有可能,这里假设的是添加一个元素是要两个步骤,而线程A仅仅完成了步骤1),所以线程B会将元素存放在位置1。然后线程A和线程B都继续运行,A本来该将元素存在位置0,但因为size大小已变,就会覆盖掉B刚存入的元素位置1。
这个结果就不对了,也就是说是ArrayList 类是"线程不安全"了。当然Java类中非线程安全的类也不仅此。大家经常用的HashMap其实也是非线程安全的。看看相关的源代码就可以知道:

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//哈希表大小超过阀值,就调用resize方法,扩大容量为原来的两倍

if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
//扩大容量的做法是新建一个 Entry[]
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

可以看到如果这两步跟ArrayList 类中发生情况一样的话,同样会造成"线程不安全"。
好了,那么知道这个原因之后,解决方法也就简单了:
1)自己针对代码做同步【synchronized】或对象锁的控制。
2)使用线程安全的类来代替非线程安全的类。
如HashMap换成ConcurrentHashMap,ArrayList换成Vector等等。
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