内存与线程

本文介绍了内存的栈、堆和静态存储区,讲解了Java中对象调用时的内存操作,并通过实例分析了线程安全问题。探讨了synchronized关键字和Lock接口在实现线程安全中的作用,强调了手动释放锁的重要性。

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 大家在平常学习的过程中可能会接触到线程安全这个词,知道线程可能不安全,却不清楚是怎么回事,这里就给大家简单介绍一下,有错误请下方评论指正。

内存

首先,内存大致可以分为栈内存、堆内存和静态存储区。

  • 栈内存:程序自动分配和释放,主要储存局部变量,临时变量等
  • 堆内存:由程序员自己申请分配和释放,典型的通过new来创建的对象就是储存在堆内存中
  • 静态存储区:整个程序运行期间都存在,储存常量、静态数据、全局数据等

调用对象

 知道了内存的存储规则,我们还要知道对象在被调用时会发生什么。

public class Test {
	private int a = 0;
	public void add() { a++; }
}

以Java为例,上面的代码可以看出,每当调用一次Test对象的add方法,a就会自增1。那么它究竟是怎么实现自增的呢?
请看下图:
在这里插入图片描述
 根据上图示意,我们可以很清楚的知道,程序再调用test的add方法时,先复制了一份test到栈内存中,在栈内存中完成自增操作,之后再赋值回堆内存中的test对象。
 相信聪明的你们已经发现问题所在了。

线程安全

 当多个线程同时调用test对象时,如果某个线程在复制完test的值后被挂起,没有来得及赋值回去,而其他线程又调用了test对象的add方法,那么可想而知,他们复制到的值都是0,在自增完后赋值回去,当两个线程都执行完操作后,本来执行了两次自增操作的值应为2,现在只有1,这就是线程不安全导致的。由于cpu对线程资源的分配是随机的,就像悬在程序头上的达摩克利斯之剑,随时会落下造成致命一击。
 为了解决这个问题,让程序在执行写操作时保证不会出错,我们就需要引入线程锁。当你给一个类或者一个方法添加锁之后,在你完成对某个对象的操作之前,其他线程一律无法访问该对象,确保操作安全。

synchronized与Lock

 标题中的两个词,都可以给线程加锁。第一个synchronized是Java内置的关键字,通过添加在类名或者方法名之前,可以给相应的对象加上锁。
Lock则是Java库中的一个类,因为synchronized功能简单粗暴,有时会造成许多不便,所以使用Lock是更好的选择。当然有一点需要注意,synchronized关键字释放锁是自动进行的,而Lock则需要手动释放。

 更详细的知识此处就不介绍了,大家有兴趣可以自己深入学习哦。

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