怎么样才能创建自己的网站,wordpress垂直模板,网站整体策划与设计,深圳品牌策划营销目录 什么是线程安全性问题#xff1f;
如何实现线程安全#xff1f;
1、线程封闭
2、无状态的类
3、让类不可变
4、加锁和CAS
并发环境下的线程安全问题有哪些#xff1f;
1、死锁
2、活锁
3、线程饥饿 什么是线程安全性问题#xff1f;
我们可以这么理解#…目录 什么是线程安全性问题
如何实现线程安全
1、线程封闭
2、无状态的类
3、让类不可变
4、加锁和CAS
并发环境下的线程安全问题有哪些
1、死锁
2、活锁
3、线程饥饿 什么是线程安全性问题
我们可以这么理解我们所写的代码在并发情况下使用时总是能表现出正确的行为反之未实现线程安全的代码表现的行为是不可预知的有可能正确而绝大多数的情况下是错误的。正如Java语言规范在《Chapter 17. Threads and Locks》所说的 图中标红文字的意思是线程的行为尤其是在未正确同步的情况下可能会造成混淆并且违反直觉。本章描述了多线程程序的语义。它包括规则通过读取多个线程更新的共享内存可以看到值。
如果要实现线程安全性就要保证我们的类是线程安全的的。在《Java并发编程实战》中定义“类是线程安全的”如下
当多个线程访问某个类时不管运行时环境采用何种调度方式或者这些线程将如何交替执行并且在调用代码中不需要任何额外的同步或者协同这个类都能表现出正确的行为那么就称这个类是线程安全的。 如何实现线程安全
1、线程封闭
把对象封装到一个线程里只有这一个线程能看到此对象。那么这个对象就算不是线程安全的也不会出现任何安全问题。举个例子
栈封闭 栈封闭是我们编程当中遇到的最多的线程封闭。什么是栈封闭呢简单的说就是局部变量。多个线程访问一个方法此方法中的局部变量都会被拷贝一份到线程栈中。所以局部变量是不被多个线程所共享的也就不会出现并发问题。所以能用局部变量就别用全局的变量全局变量容易引起并发问题。 TheadLocal ThreadLocal是实现线程封闭的最好方法。ThreadLocal内部维护了一个MapMap的key是每个线程的名称而Map的值就是我们要封闭的对象。每个线程中的对象都对应着Map中一个值也就是ThreadLocal利用Map实现了对象的线程封闭。 2、无状态的类
没有任何成员变量的类就叫无状态的类这种类一定是线程安全的例如web服务中大部分的service层。 如果这个类的方法参数中使用了对象也是线程安全的吗比如 当然也是为何因为多线程下的使用固然user这个对象的实例会不正常但是对于StatelessClass这个类的对象实例来说它并不持有UserVo的对象实例它自己并不会有问题有问题的是UserVo这个类而非StatelessClass本身。
3、让类不可变
让状态不可变加final关键字对于一个类所有的成员变量应该是私有的同样的只要有可能所有的成员变量应该加上final关键字但是加上final要注意如果成员变量又是一个对象时这个对象所对应的类也要是不可变才能保证整个类是不可变的。
但是要注意一旦类的成员变量中有对象上述的final关键字保证不可变并不能保证类的安全性为何因为在多线程下虽然对象的引用不可变但是对象在堆上的实例是有可能被多个线程同时修改的没有正确处理的情况下对象实例在堆中的数据是不可预知的。 4、加锁和CAS
最常使用的保证线程安全的手段使用synchronized关键字使用显式锁使用各种原子变量修改数据时使用CAS机制等等。 并发环境下的线程安全问题有哪些
1、死锁
概念
是指两个或两个以上的进程在执行过程中由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象若无外力作用它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。
死锁的必要条件
死锁是必然发生在多操作者M2个争夺多个资源N2个且N争夺资源的顺序不对如果争夺资源的顺序是一样的也不会产生死锁争夺者对拿到的资源不放手。
学术化的定义
死锁的发生必须具备以下四个必要条件。
互斥条件指进程对所分配到的资源进行排它性使用即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源则请求者只能等待直至占有资源的进程用毕释放。请求和保持条件指进程已经保持至少一个资源但又提出了新的资源请求而该资源已被其它进程占有此时请求进程阻塞但又对自己已获得的其它资源保持不放。不剥夺条件指进程已获得的资源在未使用完之前不能被剥夺只能在使用完时由自己释放。环路等待条件指在发生死锁时必然存在一个进程——资源的环形链即进程集合{P0P1P2···Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源P1正在等待P2占用的资源……Pn正在等待已被P0占用的资源。
避免死锁
理解了死锁的原因尤其是产生死锁的四个必要条件就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。
只要打破四个必要条件之一就能有效预防死锁的发生。
打破互斥条件改造独占性资源为虚拟资源大部分资源已无法改造。打破不可抢占条件当一进程占有一独占性资源后又申请一独占性资源而无法满足则退出原占有的资源。打破占有且申请条件采用资源预先分配策略即进程运行前申请全部资源满足则运行不然就等待这样就不会占有且申请。打破循环等待条件实现资源有序分配策略对所有设备实现分类编号所有进程只能采用按序号递增的形式申请资源。 简单顺序死锁现象
两个线程获取锁的顺序相反 public class Demo {public static void main(String[] args) {Object objA new Object();Object objB new Object();
new Thread(()-{while(true){synchronized (objA){//线程一synchronized (objB){System.out.println(小康同学正在走路);}}}}).start();
new Thread(()-{while(true){synchronized (objB){//线程二synchronized (objA){System.out.println(小薇同学正在走路);}}}}).start();}
}
解决方法使用ReentranLock等工具锁尝试获取锁如果获取失败则释放已经获取到的锁
public class TryLock {private static Lock No13 new ReentrantLock();//第一个锁private static Lock No14 new ReentrantLock();//第二个锁//先尝试拿No13 锁再尝试拿No14锁No14锁没拿到连同No13 锁一起释放掉private static void zhouYuDo() throws InterruptedException {String threadName Thread.currentThread().getName();Random r new Random();while(true){if(No13.tryLock()){System.out.println(threadName get 13);try{if(No14.tryLock()){try{System.out.println(threadName get 14);System.out.println(zhouYuDo do work------------);break;}finally{No14.unlock();}}}finally {No13.unlock();}}//Thread.sleep(r.nextInt(3));}}//先尝试拿No14锁再尝试拿No13锁No13锁没拿到连同No14锁一起释放掉private static void monkeyDo() throws InterruptedException {String threadName Thread.currentThread().getName();Random r new Random();while(true){if(No14.tryLock()){System.out.println(threadName get 14);try{if(No13.tryLock()){try{System.out.println(threadName get 13);System.out.println(monkeyDo do work------------);break;}finally{No13.unlock();}}}finally {No14.unlock();}}//Thread.sleep(r.nextInt(3));}}private static class DemoA extends Thread{private String name;public DemoA(String name) {this.name name;}public void run(){Thread.currentThread().setName(name);try {zhouYuDo();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) {Thread.currentThread().setName(Monkey);DemoA demoA new DemoA(ZhouYu);demoA.start();try {monkeyDo();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}动态顺序死锁
以锁作为入参传入锁的顺序不同
public class DynDeadLock {private static Object No1 new Object();//第一个锁private static Object No2 new Object();//第二个锁/*公共业务方法*/private static void businessDo(Object first,Object second) throws InterruptedException {String threadName Thread.currentThread().getName();synchronized (first){System.out.println(threadName get first);Thread.sleep(100);synchronized (second){System.out.println(threadName get second);}}}private static class DemoA extends Thread{private String name;public DemoA (String name) {this.name name;}Overridepublic void run() {Thread.currentThread().setName(name);try {businessDo(No1,No2);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread.currentThread().setName(A);DemoA demoA new DemoA(B);demoA.start();businessDo(No2,No1);}}
解决方案将传入的锁进行哈希值比对保证每次都先使用哈希值较大或者较小的锁
public class SafeOperate {private static Object No13 new Object();//第一个锁private static Object No14 new Object();//第二个锁private static Object tieLock new Object();//第三把锁public void transfer(Object first,Object second)throws InterruptedException {int firstHash System.identityHashCode(first);int secondHash System.identityHashCode(second);if(firstHashsecondHash){synchronized (first){System.out.println(Thread.currentThread().getName() get first);Thread.sleep(100);synchronized (second){System.out.println(Thread.currentThread().getName() get second);}}}else if(secondHashfirstHash){synchronized (second){System.out.println(Thread.currentThread().getName() getsecond);Thread.sleep(100);synchronized (first){System.out.println(Thread.currentThread().getName() getfirst);}}}else{synchronized (tieLock){synchronized (first){synchronized (second){System.out.println(Thread.currentThread().getName() getfirst);System.out.println(Thread.currentThread().getName() getsecond);}}}}}
}
2、活锁
两个线程在尝试拿锁的机制中发生多个线程之间互相谦让不断发生同一个线程总是拿到同一把锁在尝试拿另一把锁时因为拿不到而将本来已经持有的锁释放的过程。
解决方式每个线程休眠随机数错开拿锁的时间。
3、线程饥饿
一个线程由于优先级太低始终得不到 CPU 调度执行也不能够结束
