java多线程导致系统崩溃 java多线程为什么不安全

文章目录

• 什么是线程不安全
• 1、原子性
• 2、可见性
• 3、指令重排（编译器优化）
• 4、cup的抢占式执行（万恶之源）
• 5、多个线程同时操作了一个变量

什么是线程不安全

线程不安全就是线程执行的结果与我们预期的结果不一致。比如一个计算方法，正确的答案是+XXX,而最终的执行结果却是-XXX，这样就是线程不安全的。

造成线程不安全的主要有以下五个原因：

1、原子性

比如的 n++，其实是由三步操作组成的：

1. 从内存把数据读到 CPU
2. 进行数据更新
3. 把数据写回到 CPU

如果一个线程正在对一个变量操作，中途其他线程插入进来了，如果这个操作被打断了，结果就可能是错误的

2、可见性

为了提高效率，JVM在执行过程中，会尽可能的将数据在工作内存中执行，如果工作内存找不到数据，再到共享缓存，内存去找，处理完成后分别保存在自己线程缓存，与共享缓存中，下次直接在自己的缓存找，这样会造成一个问题，共享变量在多线程之间不能及时看到改变后结果，这个就是可见性问题。

比如线程1，线程2同时对共享变量n=0进行操作，线程1进行加1操作线程2进行减1操作，线程1，执行完后，n=1被写入工作缓存和共享缓存（因为第一次线程1的工作缓存没有值）。然后线程2开始执行，先取数，得到-1，计算完后，n=0被写入工作缓存和共享缓存（因为第一次线程1的工作缓存没有值），即共享缓存最终存的是0，但在下次计算时。线程1直接在自己的缓存取值，取到的值为1，一看就是是错误的。

3、指令重排（编译器优化）

一段代码是这样的：

1. 去前台取下 U 盘
2. 去教室写 10 分钟作业
3. 去前台取下快递
   如果是在单线程情况下，JVM、CPU指令集会对其进行优化，比如，按 1->3->2的方式执行，也是没问题，可以少跑一次前台。这种叫做指令重排序。但在多线程场景下就有问题了，可能快递是在你写作业的10分钟内被另一个线程放过来的（即取快递和U盘一起，这时快递还没有到前台，没有你的快递）如果指令重排序了，代码就会是错误的。

4、cup的抢占式执行（万恶之源）

这是一个不可控的原因，CPU调度哪一个线程是不能够确定的，随机的。也就是我们不知道具体的那个线程先执行，那个线程后执行。

5、多个线程同时操作了一个变量

单线程时结果应该为0，也是正确的结果，但上图的结果却是-1。结果是不正确的。