java哪些类是线程安全的,Java线程安全问题
00-1010一、线程安全(重点)1。线程安全概念2。线程不安全的原因3。线程不安全的原因4。如何解决线程不安全问题2?同步关键字1。用法2。特点三。挥发性关键词1。保证能见度2。没有指令重新排序3。不保证原子性4。等待和通知(线程间的通信wait()方法2、notify()和notifyAll()方法3、等待和睡眠的比较5、线程和进程的比较1、线程的优点2、线程和进程的区别
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00-1010在多线程的情况下,需要考虑多线程的并行并发执行:此时,多线程之间的代码是随机执行的。如果代码在多线程环境下的运行结果符合我们的预期,也就是单线程情况下的预期结果,那么这个程序就是线程安全的。
00-1010多线程共享变量的操作:
当所有的操作都被读取时,用值来判断,打印等操作(不存在线程安全问题)有线程写操作(存在线程安全问题)。
00-1010 (1)原子性:多行指令是最小的执行单元(不可分),因此具有原子性。如果不满足原子性,就存在线程安全问题。
java语句不一定是原子的:
比如n,n-,由三个步骤组成:从内存读取到cpu寄存器,修改数据,写回CPU;Object o=new Object(),同样涉及三个步骤:申请内存、初始化对象、赋值。虽然上面的列表只是一个java语句,但它不是原子的。
(2)可见性:一个线程对共享变量的修改可以被其他线程及时看到。多个线程并行执行,使用各自的工作内存,彼此不可见(隐形)。
Java内存模型(JMM):
目的是屏蔽各种硬件和操作系统之间的内存访问差异,使Java程序在各种平台下达到一致的并发效果。
线程间的共享变量存在于主存中;每个线程都有自己的工作内存;当一个程序要读取一个共享变量时,它会先把变量从主存复制到工作内存,然后再从工作内存读取数据。当一个程序要修改一个共享变量时,它会先修改工作内存中的副本,然后再同步到主存中。(3)代码顺序/有序性:
代码重新排序:
例如,下面的代码:
1.去前台拿u盘,
2.回教室做一会儿作业,
3.去前台取快递。
在单线程的情况下,JVM和cpu会对其进行优化,132,这样会提高效率,所以称之为代码重排序。
代码重新排序的前提是保证逻辑不变。
00-1010多线程代码设计原则:在满足线程安全的前提下,尽可能提高效率。
(1)对于共享变量的写操作,可以添加锁来保证线程安全:
Java中的两种锁定方式:
Synchronized关键字:申请锁定给定Java对象的对象头;Lock:是一个锁接口。它的实现类提供了一个对象,如锁,您可以调用方法来锁定/释放锁。写入共享变量不依赖于任何共享变量,volatile关键字也可以用来保证线程安全。
(2)对于共享变量的读操作,使用volatile关键字可以保证线程安全。
Volatile关键字:修改变量,变量的读取操作,本身就保证了原子性。volatile的作用是保证可见性和有序性,这样线程安全才能得到保证。
一、线程安全(重点)
synchronized本质上是修饰指定对象的对象头。从使用的角度来看,synchronized必须与特定的对象一起使用。
00-1010 (1)装饰的常用方法:锁定TestDemo对象
//方法1公共类test demo { public synchronized void met hold(){ } }//方法2公共类test demo { public void met hold(){ synchronized(this){ } }(2)修饰静态方法:lock testdemo对象。
//方法一公共类测试演示{ public synchronized static void method(){ } }//方法二公共类测试演示{公共静态空的方法(){同步(TestDemo.class)
{ } }}
2、特性
(1)互斥
synchronized会起到同步互斥的作用,某个线程执行到某个对象的synchronized中时,如果其他线程也执行到同一个对象synchronized时会阻塞等待。
进入synchronized修饰的代码块,相当于加锁;退出synchronized代码块,相当于释放锁。互斥可以满足原子性,
(2)刷新内存
synchronized结束释放锁,会把工作内存中的数据刷新到主存中;其他线程申请锁时,获取的始终是最新的数据。(满足可见性)。
(3)有序性
某个线程执行一段同步代码,不管如何重排序,过程中不可能有其他线程执行的指令,这样多个线程执行同步代码,就满足一定的顺序。
(4)可重入
同一个线程,可以多次申请同一个对象锁(可重入)
三、volatile关键字
修饰某个变量(实例变量,静态变量)
1、保证可见性
代码在写入volatilt修饰的变量时:
改变线程工作内存中volatile变量副本的值将改变后的副本的值从工作内存中刷新到主存中代码在读取volatile修饰的变量时:
从主存中读取volatile变量的最新值到工作内存中从工作内存中读取副本值
2、禁止指令重排序
建立内存屏障,保证代码有序性。
3、不保证原子性
synchronized和volatile有着本质区别。synchronized可以保证原子性,volatile保证的是内存的可见性。
只能在共享变量的读操作以及常量赋值操作时使用(这些操作本身就具有原子性)
四、wait和notify(线程间的通信)
线程通信:线程间通信,就是一个线程以通知的方式,唤醒某些等待的线程(或者让当前线程等待),这样就可以让线程通过通信的方式具有一定的顺序性。
1、wait()方法
wait做的事情:
使当前执行代码的线程进入等待状态(把线程放到等待队列中)释放当前的锁满足一定条件时,重新尝试获取这个锁wait结束等待的条件:
其他线程调用该对象的notify方法wait等待时间超时(wait提供了一个带一个参数的方法,可以指定等待时间)其他线程调用该等待线程的interrupted方法,导致wait抛出InterruptedException异常wait要搭配synchronized来使用。脱离synchronized使用wait会直接抛异常。
如下:
Object object = new Object(); synchronized (object) { object.wait(); }//这种情况下线程会一直等待下去,这个时候需要使用notify来唤醒
2、notify()和notifyAll()方法
notify方法只是唤醒某一个等待的线程,使用notifyAll方法可以一次性唤醒所有的等待线程。
notify()也是在同步方法中调用,用来通知其他等待的线程,对其发出通知notify,并使它们重新获取该对象的对象锁;如果有多个线程在等待,则有线程调度器随机挑选出一个处于等待状态的线程;notify()方法执行后,当前线程不会立马释放该对象锁,要等到当前线程将程序执行完,退出同步代码块后才会释放对象锁。【注】
虽然notifyAll()同时唤醒所有处于等待状态的线程,但是这些线程需要竞争锁。所以并不是同时执行,仍然是有先后顺序的执行。
3、wait和sleep的对比
一个是用于线程之间的通信,一个是让线程阻塞一段时间。
wait需要搭配synchrionzed使用,sleep不用wait是Object的方法,sleep是Thread的静态方法
五、线程和进程的比较
1、线程的优点
创建线程的代价比创建进程小得多与进程切换相比,线程切换需要操作系统做的事少得多线程占用的资源比进程少能充分利用多个处理器,提高效率在等待I/O操作结束的同时,程序可执行其他的计算任务I/O密集型操作,为了提高性能,将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作计算密集型应用,为了能在多处理器系统上运行,将计算分解到多个线程中实现
2、线程和进程的区别
进程是进行资源分配的最小单位,线程是程序执行的最小单位进程有自己的内存地址空间,线程只独享指令流执行的必要资源,如寄存器和栈同一个进程的各线程之间共享内存和文件资源,可以不通过内核进行直接通信线程的创建、切换、销毁效率更高到此这篇关于Java深入探索线程安全和线程通信的特性的文章就介绍到这了,更多相关Java线程安全内容请搜索盛行IT以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持盛行IT!
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