多執行緒系列 競態臨界區 共享資源

2021-07-11 02:50:25 字數 2865 閱讀 4052

在同一程式中執行多個執行緒本身不會導致問題,

問題只有在一或多個執行緒向這些資源做了寫操作時才有可能發生,只要資源沒有發生變化,多個執行緒讀取相同的資源就是安全的。

多執行緒同時執行下面的**可能會出錯:

1publicclasscounter

6}

想象下執行緒a和b同時執行同乙個counter物件的add()方法,我們無法知道作業系統何時會在兩個執行緒之間切換。jvm並不是將這段**視為單條指令來執行的,而是按照下面的順序:

從記憶體獲取 this.count 的值放到暫存器

將暫存器中的值增加value

將暫存器中的值寫回記憶體

觀察執行緒a和b交錯執行會發生什麼,兩個執行緒分別加了2和3到count變數上,兩個執行緒執行結束後count變數的值應該等於5。然而由於兩個執行緒是交叉執行的,兩個執行緒從記憶體中讀出的初始值都是0。然後各自加了2和3,並分別寫回記憶體。最終的值並不是期望的5,而是最後寫回記憶體的那個執行緒的值,上面例子中最後寫回記憶體的是執行緒a,但實際中也可能是執行緒b。如果沒有採用合適的同步機制,執行緒間的交叉執**況就無法預料。

競態條件(race condition):當兩個執行緒競爭同一資源時,如果對資源的訪問順序敏感,就稱存在競態條件。導致競態條件發生的**區稱作臨界區。上面的add方法就是臨界區。可以這樣理解:臨界區的訪問需要的是互斥。

區域性變數

區域性的物件引用

區域性的物件引用

01publicvoidsomemethod()

08

09publicvoidmethod2(localobject localobject)

樣例中localobject物件沒有被方法返回,也沒有被傳遞給somemethod()方法外的物件。每個執行somemethod()的執行緒都會建立自己的localobject物件,並賦值給localobject引用。因此,這裡的localobject是執行緒安全的。事實上,整個somemethod()都是執行緒安全的。即使將localobject作為引數傳給同乙個類的其它方法或其它類的方法時,它仍然是執行緒安全的。當然,如果localobject通過某些方法被傳給了別的執行緒,那它就不再是執行緒安全的了.

物件成員

物件成員儲存在堆上。如果兩個執行緒同時更新同乙個物件的同乙個成員,那這個**就不是執行緒安全的。下面是乙個樣例:

1publicclassnotthreadsafe

7}

如果兩個執行緒同時呼叫同乙個notthreadsafe例項上的add()方法,就會有競態條件問題。例如:

01notthreadsafe sharedinstance =newnotthreadsafe();

02

03newthread(newmyrunnable(sharedinstance)).start();

04newthread(newmyrunnable(sharedinstance)).start();

05

06publicclassmyrunnableimplementsrunnable

12

13publicvoidrun()

16}

注意兩個myrunnable共享了同乙個notthreadsafe物件。因此,當它們呼叫add()方法時會造成競態條件。

當然,如果這兩個執行緒在不同的notthreadsafe例項上呼叫call()方法,就不會導致競態條件。下面是稍微修改後的例子:

1newthread(newmyrunnable(newnotthreadsafe())).start();

2newthread(newmyrunnable(newnotthreadsafe())).start();

現在兩個執行緒都有自己單獨的notthreadsafe物件,呼叫add()方法時就會互不干擾,再也不會有競態條件問題了。所以非執行緒安全的物件仍可以通過某種方式來消除競態條件。

總結:

1.區域性變數中的基本資料型別(8種)永遠是執行緒安全的。

2.區域性變數中的物件型別只要不會被其他執行緒訪問到,也是執行緒安全的。

3.乙個物件例項被多個執行緒同時訪問時,他的成員變數就可能是執行緒不安全的。

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