java静态方法之线程安全问题

本文详细解析了静态方法与实例方法的区别,探讨了线程如何调用方法及程序计数器的作用。同时,文章深入分析了在设计工具类时,如何根据工具类的使用模式(单例或多例)来决定是否需要加锁,以及加锁的原理和代价。

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  • 静态方法和实例方法的区别是静态方法只能引用静态变量,静态方法通过类名来调用,实例方法通过对象实例来调用
  • 每个线程都有自己的线程栈,栈与线程同时创建,每一个虚拟机线程都有自己的程序计数器PC,在任何时刻,一个虚拟机线程只会执行一个方法的代码,这个方法称为该线程的当前方法,如果这个方法不是native的,程序计数器就保存虚拟机正在执行的字节码指令的地址。
  • 线程调用方法的时候会创建栈帧,用于保存局部变量表和操作数栈以及指向该类常量池的引用
  • 静态方法虽然是同一个方法,但是不同线程在调用,程序计数器的值是不一样的,操作这两个线程不会相互影响(假设不存在访问共享变量的情况)

 

在设计工具类时,这要没有共享的变量,静态工具类方法不需要加锁。

在使用单例模式做工具类,这个时候静态方法就需要加锁,因为所有的线程虽然都是有自己的方法栈,但是在方法栈中操作的是同一个对象的实体(所以需要加锁,加锁的代价是所有的线程需要等待锁的释放才能使用该对象的引用)

在使用多例模式做工具类时,这个时候也是不需要加锁,因为所有的线程都有自己的方法栈,但是方法栈帧中创建了独立的对象引用,每个线程都是在操作各自方法栈帧中的局部对象引用,所以这时候不要同步

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