正文来袭...

 

数据安全问题，一直是网络通讯最重要的问题，今天我们谈一下线程的安全和非安全区别。

 

 1，概念  

 

# 线程安全

线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。

 

# 线程不安全

不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据

 

对比一下 都有哪些数据存储方式是线程安全和线程非安全呢？

问：ArrayList和Vector有什么区别？

答：ArrayList是非线程安全的，Vector是线程安全的；

 

问：HashMap和HashTable有什么区别？

答： HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的；

 

问：StringBuilder和StringBuffer有什么区别？

答： StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

 

 2，示例  

 

下面我们通过一个示例模拟一些这些线程安全和非线程安全的使用。

为了简单我这里 使用ArrayList和Vector来说明。

 

代码逻辑如下，在主线程中new了一个非线程安全的ArrayList，然后开1000个线程分别向这个ArrayList里面添加元素，每个线程添加100个元素，等所有线程执行完成后，这个ArrayList的size应该是多少呢？应该是100000个吗？

 
  •  
public class Main{public static void main(String[] args){// 进行10次测试for(int i = 0; i < 10; i++){   test();}}
public static void test(){// 用来测试的List   List<Object> list = new ArrayList<Object>();// 线程数量(1000)   int threadCount = 1000;// 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕   CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);// 启动threadCount个子线程for(int i = 0; i < threadCount; i++){    Thread thread = new Thread(new MyThread(list, countDownLatch));    thread.start();}
try{// 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行   countDownLatch.await(); }catch (InterruptedException e){   e.printStackTrace(); }// List的size   System.out.println(list.size());  }}
class MyThread implements Runnable {private List<Object> list;private CountDownLatch countDownLatch;public MyThread(List<Object> list, CountDownLatch countDownLatch){  this.list = list;  this.countDownLatch = countDownLatch;}
public void run(){// 每个线程向List中添加100个元素for(int i = 0; i < 100; i++){  list.add(new Object());}// 完成一个子线程countDownLatch.countDown();}}

上面进行了10次测试（为什么要测试10次？因为非线程安全并不是每次都会导致问题）。
输出结果：

99946

100000

100000

100000

99998

99959

100000

99975

100000

99996

上面的输出结果发现，并不是每次测试结果都是100000，有好几次测试最后ArrayList的size小于100000，甚至时不时会抛出个IndexOutOfBoundsException异常。（如果没有这个现象可以多试几次）
这就是非线程安全带来的问题了。上面的代码如果用于生产环境，就会有隐患就会有BUG了。

我们再用线程安全的Vector来进行测试，上面代码改变一处，test()方法中
List<Object> list = new ArrayList<Object>();
改为
List<Object> list = new Vector<Object>();

再运行程序。

输出结果：

100000

100000

100000

100000

100000

100000

100000

100000

100000

100000

再多跑几次，发现都是100000，没有任何问题。因为Vector是线程安全的，在多线程操作同一个Vector对象时，不会有任何问题。

再换成LinkedList试试，同样还会出现ArrayList类似的问题，因为LinkedList也是非线程安全的。

二者如何取舍

非线程安全是指多线程操作同一个对象可能会出现问题。而线程安全则是多线程操作同一个对象不会有问题。

线程安全必须要使用很多synchronized关键字来同步控制，所以必然会导致性能的降低。

所以在使用的时候，如果是多个线程操作同一个对象，那么使用线程安全的Vector；否则，就使用效率更高的ArrayList。

非线程安全!=不安全

有人在使用过程中有一个不正确的观点：我的程序是多线程的，不能使用ArrayList要使用Vector，这样才安全。

非线程安全并不是多线程环境下就不能使用。注意上面有说到：多线程操作同一个对象。注意是同一个对象。比如最上面那个模拟，就是在主线程中new的一个ArrayList然后多个线程操作同一个ArrayList对象。

 

如果是每个线程中new一个ArrayList，而这个ArrayList只在这一个线程中使用，那么肯定是没问题的。

线程安全的实现

线程安全是通过线程同步控制来实现的，也就是synchronized关键字。

在这里，我用代码分别实现了一个非线程安全的计数器和线程安全的计数器Counter，并对他们分别进行了多线程测试。

例如下面：非线程安全的计数器：
  •  
public class Main{public static void main(String[] args){// 进行10次测试for(int i = 0; i < 10; i++){    test();}}
public static void test(){// 计数器   Counter counter = new Counter();// 线程数量(1000)   int threadCount = 1000;// 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕   CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);// 启动threadCount个子线程for(int i = 0; i < threadCount; i++){    Thread thread = new Thread(new MyThread(counter, countDownLatch));     thread.start();  }
try{// 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行   countDownLatch.await();   }catch (InterruptedException e){     e.printStackTrace();  }
// 计数器的值   System.out.println(counter.getCount());   }}
class MyThread implements Runnable{private Counter counter;private CountDownLatch countDownLatch;public MyThread(Counter counter, CountDownLatch countDownLatch){  this.counter = counter;  this.countDownLatch = countDownLatch;}
public void run(){// 每个线程向Counter中进行10000次累加for(int i = 0; i < 10000; i++){   counter.addCount(); }// 完成一个子线程   countDownLatch.countDown();  }}
class Counter{private int count = 0;public int getCount(){  return count;}
public void addCount(){  count++; }}

上面的测试代码中，开启1000个线程，每个线程对计数器进行10000次累加，最终输出结果应该是10000000。

但是上面代码中的Counter未进行同步控制，所以非线程安全。

输出结果：

9963727

9973178

9999577

9987650

9988734

9988665

9987820

9990847

9992305

9972233

稍加修改，把Counter改成线程安全的计数器：
  •  
class Counter{private int count = 0;public int getCount(){  return count;}public synchronized void addCount(){   count++; }}

上面只是在addCount()方法中加上了synchronized同步控制，就成为一个线程安全的计数器了。再执行程序。

输出结果：

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

10000000

 

 

Java 中 线程安全 和 非线程安全 区别【技能】_线程安全

 

 

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