1、静态变量
静态变量即静态成员变量。只要有修改变量值的操作,无论是在单例或者非单例都是线程不安全的;而如果线程只是读取变量的值,而不会改变变量的值,这种情况下则是线程是安全的。
产生线程安全问题的原因:静态变量即类变量,只初始化一次,位于方法区,为所有对象共享,共享一份内存,一旦静态变量被修改,其他对象均对修改可见,故线程非安全。
静态变量多线程操作示例:
根据上图代码可知,当线程1执行了number = 1; number = 2; 后,线程2获得执行权,number = 1;然后当线程1获得执行权执行打印第二次获取number时; 必然输出结果“获取第二次number = 1”,按照这个模拟,我们可能会在控制台看到输出为“获取第二次number = 1”的结果。如下图方框中的数据:
上图结果显示了静态变量线程不安全问题。
2、全局变量
全局变量即实例成员变量。如果线程只是读取变量的值,而不会改变变量的值,则无论是单例还是非单例都是线程安全的;如果有修改变量值的操作,则单例模式因为只有一个对象实例singleton存在,多线程同时操作时是不安全的,而非单例模式下多线程操作是安全的。
实例变量为对象实例私有,在虚拟机的堆heap中分配,若在系统中只存在一个此对象的实例,在多线程环境下,“犹如”静态变量那样,被某个线程修改后,其他线程对修改均可见,故线程非安全(如,springmvc controller是单例的,非线程安全的);如果每个线程执行都是在不同的对象中,那对象与对象之间的实例变量的修改将互不影响,故线程安全(如,struts2 action默认是非单例的,每次请求在heap中new新的action实例,故struts2 action可以用实例成员变量)。
全局变量多线程操作示例:
多线程操作同一个对象的全局变量,结果如下图:
上图结果显示了全局变量线程不安全问题。
3、局部变量
局部变量的作用域在方法内部,当方法执行完,局部变量也就没用了。可以这么说,方法返回时,局部变量也就“消亡”了。此时,我们会联想到调用栈的栈帧。没错,局部变量就是存放在调用栈里的。此时,我们可以将方法的调用栈用下图表示。
很多人都知道,局部变量会存放在栈里。如果一个变量需要跨越方法的边界,就必须创建在堆里。调用栈与线程
两个线程就可以同时用不同的参数调用相同的方法。那么问题来了,调用栈和线程之间是什么关系呢?答案是:每个线程都有自己独立的调用栈。我们可以使用下图来简单的表示这种关系。
此时,我们在看下文中开头的问题:Java方法内部的局部变量是否存在并发问题?答案是不存在并发问题!因为每个线程都有自己的调用栈,局部变量保存在线程各自的调用栈里,不会共享,自然也就不存在并发问题。
线程封闭
方法里的局部变量,因为不会和其他线程共享,所以不会存在并发问题。这种解决问题的技术也叫做线程封闭。官方的解释为:仅在单线程内访问数据。由于不存在共享,所以即使不设置同步,也不会出现并发问题!