线程安全的误解: 线程安全并不是否定资源共享

最新推荐文章于 2024-08-29 09:15:04 发布

liuzx32

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分类专栏：并发编程文章标签：多线程 thread string class java 测试

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本文通过一个经典的多线程售票程序示例，详细解释了线程安全的概念及其在实际编程中的体现，并探讨了解决线程安全问题的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

之所以造成这个误解,大概跟线程安全的几种解决手段有关.

目前公认的几种线程安全的解决手段:

同步技术
多用方法内局部变量
ThreadLocal技术(一线程,一实例变量copy)

除同步技术外,另两种解决手段都是"anti_sharing",实际是牺牲了多并发线程下的资源的共享特性.

线程安全的定义:

多线程的共享资源的实际值会和理论值不一致，这样就叫作"线程不安全"
而多线程对共享资源的改变,也是理论值之一.即理论上是接受共享资源被多个线程改变的.

举例如下:

我们举最常见的"多线程售票"的例子,很多人在学习多线程都是从这个例子开始的.
下面这段程序是存在线程安全问题的,但"共享售票"并不意味着线程不安全

public class MyThread implements Runnable {
    private int ticket = 5; // 一共才5张票,会被多线程共同卖出

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            if (this.ticket > 0) {
                System.out.println("卖票：ticket = " + this.ticket--);
            }
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread(); // 单实例
        new Thread(mt).start() ;    // 一个线程开始卖票
        new Thread(mt).start() ;    // 另一个线程开始卖票
        new Thread(mt).start() ;    // 再一个线程开始卖票
    }

执行：
卖票：ticket = 5
卖票：ticket = 4
卖票：ticket = 3
卖票：ticket = 2
卖票：ticket = 1

因为程序执行太快了，来不及显性产生线程安全问题,我们在run()中加一个Thread.sleep(300)方法

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            if (this.ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(300);// 延迟
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("卖票：ticket = " + this.ticket--);

运行结果如下：
D:\java\source\thread\sync>java syndemo.SynDemo01
卖票：ticket = 5
卖票：ticket = 4
卖票：ticket = 3
卖票：ticket = 2
卖票：ticket = 1
卖票：ticket = 0
卖票：ticket = -1 这就是理论值(this.ticket > 0)与实际值(-1)不符,
反映了线程安全的概念定义

原因：
当剩最后一张票时
上一个进程通过了（this.ticket > 0）的判断，却sleep了，没来得及把this.ticket--
而另一个进程趁机也通过了（this.ticket > 0）的判断
这样就形成了ticket=1时两个线程都通过测试，都进行了--，就出现了-1