文章目录

  • 前言
  • 一、Local variables (本地变量/局部变量)
  • 二、Local Object References (本地对象引用/局部对象引用)
  • 三、Object Member Variables (对象成员变量)
  • 四、线程安全规则


前言

线程安全：代码同时被多个线程安全地调用。如果一段代码是安全的，那它不包含竞争条件。竞争条件只发生在多个线程更新共享资源的时候，因此当Java线程执行的时候，知道哪些资源是线程共享资源是非常重要的。

一、Local variables (本地变量/局部变量)

局部变量保存在每个线程独有的线程栈中，因此局部变量在线程之间是不共享的。也就是说所有的局部变量都是线程安全的。举例：

public void someMethod(){
    long threadSafeInt = 0;
    threadSafeInt++;
}

二、Local Object References (本地对象引用/局部对象引用)

本地对象引用有所不同，引用本身是不共享的，同样也是保存在线程独有的线程栈中，线程之间不共享引用。但是引用的对象不是保存在线程栈中，而是保存在主内存堆中，理论上讲所有的线程都能够访问内存堆中存储的对象（但是要有对象的引用）。

如果一个对象创建之后没有离开创建它的方法，那么是线程安全的。事实上传递这个对象的引用给其他的方法，只要这个对象的引用没有传递给其他的线程，那么这个对象都不会成为共享对象，始终是线程安全的。示例：

public void methodOne(){
  LocalObject localObject = new LocalObject();
  methodTwo(localObject);
}

public void methodTwo(LocalObject localObject){
  localObject.setValue("value");
}

示例中：对象 localObject 在 methodOne() 方法中被创建，然后传递给 methodTwo()，localObject 没有传递给其他线程; 每个线程执行 methodOne() 时会都创建一个新的 LocalObject 对象，且 LocalObject 对象的引用都保存在各自的线程栈中，因此是 methodOne() 线程安全的，尽管 LocalObject 存在多个实例对象，但使用它们是线程安全的。

但有一种场景例外： 当某个方法将 localObject 对象的引用作为参数传递给了其他线程，那么可能会造成线程不安全。

三、Object Member Variables (对象成员变量)

对象成员变量随对象保存在堆内存中。因此当两个线程调用了某个方法，这个方法引用了同一个对象并修改了这个对象的成员变量时，那么这个方法时线程不安全的。示例：

public class NotThreadSafe{
    StringBuilder builder = new StringBuilder();

    public add(String text){
        this.builder.append(text);
    }
}

当多个线程同时调用同一个 NotThreadSafe 对象的 add() 方法时，会导致竞争条件发生。 示例：

NotThreadSafe sharedInstance = new NotThreadSafe();

new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();
new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();

public class MyRunnable implements Runnable{
  NotThreadSafe instance = null;

  public MyRunnable(NotThreadSafe instance){
    this.instance = instance;
  }

  public void run(){
    this.instance.add("some text");
  }
}

请注意有 2 个 MyRunnable 对象共享了 sharedInstance 对象，因此当他们同时调用 sharedInstance.add() 方法时，会发生竞争条件。

然而，当 2 个线程同时调用不对对象的 add() 方法时，不会产生竞争条件。示例

new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();
new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();

四、线程安全规则

当你想确认你的代码访问某些资源的时候是否是线程安全的，你可以使用下面这个规则：

如果资源的创建、使用和销毁都没有离开某个方法，并且没有分享给其他线程，那么使用这个资源是线程安全的。