關(guān)于線程和線程不安全：

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概述

編輯 如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的。 或者說(shuō):一個(gè)類(lèi)或者程序所提供的接口對(duì)于線程來(lái)說(shuō)是原子操作或者多個(gè)線程之間的切換不會(huì)導(dǎo)致該接口的執(zhí)行結(jié)果存在二義性,也就是說(shuō)我們不用考慮同步的問(wèn)題。 線程安全問(wèn)題都是由全局變量及靜態(tài)變量引起的。 若每個(gè)線程中對(duì)全局變量、靜態(tài)變量只有讀操作，而無(wú)寫(xiě)操作，一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)全局變量是線程安全的；若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫(xiě)操作，一般都需要考慮線程同步，否則的話就可能影響線程安全。

安全性

編輯 類(lèi)要成為線程安全的，首先必須在單線程環(huán)境中有正確的行為。如果一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)正確(這是說(shuō)它符合規(guī)格說(shuō)明的另一種方式)，那么沒(méi)有一種對(duì)這個(gè)類(lèi)的對(duì)象的操作序列(讀或者寫(xiě)公共字段以及調(diào)用公共方法)可以讓對(duì)象處于無(wú)效狀態(tài)，觀察到對(duì)象處于無(wú)效狀態(tài)、或者違反類(lèi)的任何不可變量、前置條件或者后置條件的情況。 此外，一個(gè)類(lèi)要成為線程安全的，在被多個(gè)線程訪問(wèn)時(shí)，不管運(yùn)行時(shí)環(huán)境執(zhí)行這些線程有什么樣的時(shí)序安排或者交錯(cuò)，它必須仍然有如上所述的正確行為，并且在調(diào)用的代碼中沒(méi)有任何額外的同步。其效果就是，在所有線程看來(lái)，對(duì)于線程安全對(duì)象的操作是以固定的、全局一致的順序發(fā)生的。 正確性與線程安全性之間的關(guān)系非常類(lèi)似于在描述 ACID(原子性、一致性、獨(dú)立性和持久性)事務(wù)時(shí)使用的一致性與獨(dú)立性之間的關(guān)系：從特定線程的角度看，由不同線程所執(zhí)行的對(duì)象操作是先后(雖然順序不定)而不是并行執(zhí)行的。

舉例

編輯 比如一個(gè) ArrayList 類(lèi)，在添加一個(gè)元素的時(shí)候，它可能會(huì)有兩步來(lái)完成：1. 在 Items[Size] 的位置存放此元素；2. 增大 Size 的值。 在單線程運(yùn)行的情況下，如果 Size = 0，添加一個(gè)元素后，此元素在位置 0，而且 Size=1； 而如果是在多線程情況下，比如有兩個(gè)線程，線程 A 先將元素存放在位置 0。但是此時(shí) CPU 調(diào)度線程A暫停，線程 B 得到運(yùn)行的機(jī)會(huì)。線程B也向此 ArrayList 添加元素，因?yàn)榇藭r(shí) Size 仍然等于 0 （注意哦，我們假設(shè)的是添加一個(gè)元素是要兩個(gè)步驟哦，而線程A僅僅完成了步驟1），所以線程B也將元素存放在位置0。然后線程A和線程B都繼續(xù)運(yùn)行，都增加 Size 的值。 那好，我們來(lái)看看 ArrayList 的情況，元素實(shí)際上只有一個(gè)，存放在位置 0，而 Size 卻等于 2。這就是“線程不安全”了。

安全程度

編輯 線程安全性不是一個(gè)非真即假的命題。 Vector 的方法都是同步的，并且 Vector 明確地設(shè)計(jì)為在多線程環(huán)境中工作。但是它的線程安全性是有限制的，即在某些方法之間有狀態(tài)依賴(lài)(類(lèi)似地，如果在迭代過(guò)程中 Vector 被其他線程修改，那么由 Vector.iterator() 返回的 iterator會(huì)拋出ConcurrentModificationException)。 對(duì)于 Java 類(lèi)中常見(jiàn)的線程安全性級(jí)別，沒(méi)有一種分類(lèi)系統(tǒng)可被廣泛接受，不過(guò)重要的是在編寫(xiě)類(lèi)時(shí)盡量記錄下它們的線程安全行為。 Bloch 給出了描述五類(lèi)線程安全性的分類(lèi)方法：不可變、線程安全、有條件線程安全、線程兼容和線程對(duì)立。只要明確地記錄下線程安全特性，那么您是否使用這種系統(tǒng)都沒(méi)關(guān)系。這種系統(tǒng)有其局限性 -- 各類(lèi)之間的界線不是百分之百地明確，而且有些情況它沒(méi)照顧到 -- 但是這套系統(tǒng)是一個(gè)很好的起點(diǎn)。這種分類(lèi)系統(tǒng)的核心是調(diào)用者是否可以或者必須用外部同步包圍操作(或者一系列操作)。下面幾節(jié)分別描述了線程安全性的這五種類(lèi)別。

不可變

不可變的對(duì)象一定是線程安全的，并且永遠(yuǎn)也不需要額外的同步^[1]?。因?yàn)橐粋€(gè)不可變的對(duì)象只要構(gòu)建正確，其外部可見(jiàn)狀態(tài)永遠(yuǎn)也不會(huì)改變，永遠(yuǎn)也不會(huì)看到它處于不一致的狀態(tài)。Java 類(lèi)庫(kù)中大多數(shù)基本數(shù)值類(lèi)如 Integer 、 String 和 BigInteger 都是不可變的。 需要注意的是，對(duì)于Integer，該類(lèi)不提供add方法，加法是使用+來(lái)直接操作。而+操作是不具線程安全的。這是提供原子操作類(lèi)AtomicInteger的原因。

線程安全

線程安全的對(duì)象具有在上面“線程安全”一節(jié)中描述的屬性 -- 由類(lèi)的規(guī)格說(shuō)明所規(guī)定的約束在對(duì)象被多個(gè)線程訪問(wèn)時(shí)仍然有效，不管運(yùn)行時(shí)環(huán)境如何排列，線程都不需要任何額外的同步。這種線程安全性保證是很?chē)?yán)格的 -- 許多類(lèi)，如 Hashtable 或者 Vector 都不能滿(mǎn)足這種嚴(yán)格的定義。

有條件的

有條件的線程安全類(lèi)對(duì)于單獨(dú)的操作可以是線程安全的，但是某些操作序列可能需要外部同步。條件線程安全的最常見(jiàn)的例子是遍歷由 Hashtable 或者 Vector 或者返回的迭代器?-- 由這些類(lèi)返回的 fail-fast 迭代器假定在迭代器進(jìn)行遍歷的時(shí)候底層集合不會(huì)有變化。為了保證其他線程不會(huì)在遍歷的時(shí)候改變集合，進(jìn)行迭代的線程應(yīng)該確保它是獨(dú)占性地訪問(wèn)集合以實(shí)現(xiàn)遍歷的完整性。通常，獨(dú)占性的訪問(wèn)是由對(duì)鎖的同步保證的 -- 并且類(lèi)的文檔應(yīng)該說(shuō)明是哪個(gè)鎖(通常是對(duì)象的內(nèi)部監(jiān)視器(intrinsic monitor))。 如果對(duì)一個(gè)有條件線程安全類(lèi)進(jìn)行記錄，那么您應(yīng)該不僅要記錄它是有條件線程安全的，而且還要記錄必須防止哪些操作序列的并發(fā)訪問(wèn)。用戶(hù)可以合理地假設(shè)其他操作序列不需要任何額外的同步。

線程兼容

線程兼容類(lèi)不是線程安全的，但是可以通過(guò)正確使用同步而在并發(fā)環(huán)境中安全地使用。這可能意味著用一個(gè) synchronized 塊包圍每一個(gè)方法調(diào)用，或者創(chuàng)建一個(gè)包裝器對(duì)象，其中每一個(gè)方法都是同步的(就像 Collections.synchronizedList() 一樣)。也可能意味著用 synchronized 塊包圍某些操作序列。為了最大程度地利用線程兼容類(lèi)，如果所有調(diào)用都使用同一個(gè)塊，那么就不應(yīng)該要求調(diào)用者對(duì)該塊同步。這樣做會(huì)使線程兼容的對(duì)象作為變量實(shí)例包含在其他線程安全的對(duì)象中，從而可以利用其所有者對(duì)象的同步。 許多常見(jiàn)的類(lèi)是線程兼容的，如集合類(lèi) ArrayList 和 HashMap 、 java.text.SimpleDateFormat 、或者 JDBC 類(lèi) Connection 和 ResultSet 。

線程對(duì)立

線程對(duì)立類(lèi)是那些不管是否調(diào)用了外部同步都不能在并發(fā)使用時(shí)安全地呈現(xiàn)的類(lèi)。線程對(duì)立很少見(jiàn)，當(dāng)類(lèi)修改靜態(tài)數(shù)據(jù)，而靜態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)影響在其他線程中執(zhí)行的其他類(lèi)的行為，這時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)線程對(duì)立。線程對(duì)立類(lèi)的一個(gè)例子是調(diào)用 System.setOut() 的類(lèi) 參考:JinboFu123

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/GuangMingDingFighter/p/9428236.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的学习笔记整理之StringBuffer与StringBulider的线程安全与线程不安全的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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