线程安全详解(4大线程安全方法)

线程安全详解(4大线程安全方法)-mikechen

线程安全定义

在多线程环境中，多个线程在同一时刻对同一份资源进行写操作时，不会出现数据不一致，这就是线程安全。

因为多线程共享进程资源，必然会出现多线程竞争共享资源问题，如果不采取有效的措施，则会造成共享资源的混乱。

如下图所示：

线程安全详解(4大线程安全方法)-mikechen

具体而言，线程安全保证了以下几点：

使用 synchronized 可以确保共享资源的互斥访问，从而避免了多线程并发访问导致的数据不一致性。

常见的有两种方式：

1）可以使用 synchronized 关键字来修饰一个代码块，以确保只有一个线程可以进入该代码块。

如下所示：

synchronized (lockObject) {
    // 这里的代码只能由一个线程执行
}

2）可以使用 synchronized 关键字来修饰方法，确保只有一个线程可以同时执行该方法。

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 方法内的代码只能由一个线程执行
}

ReentrantLock 可以用来实现线程安全，如下所示：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock(); // 获取锁
try {
    // 临界区代码
} finally {
    lock.unlock(); // 释放锁
}

使用 lock() 方法来获取锁，只有一个线程可以成功获取锁，其他线程将在获取锁之前等待。

需要特别注意的是，在使用 ReentrantLock 时，一定要在 finally 块中释放锁，以确保在异常情况下也能正常释放锁，避免死锁。

AtomicInteger 和其他 Atomic 类（如 AtomicLong、AtomicBoolean 等）提供了一种高效且线程安全的方式来执行特定类型的原子操作。

如下所示：

AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0);
atomicInt.incrementAndGet(); // 自增1，并返回新值
atomicInt.decrementAndGet(); // 自减1，并返回新值

需要注意的是，AtomicInteger 主要用于对整数进行原子操作，如果需要对其他类型的数据进行原子操作，可以考虑使用相应的 Atomic 类或使用 synchronized 来实现线程安全。

使用线程安全的数据结构，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等，它们内部实现了适当的同步机制。

ConcurrentHashMap 是一个线程安全的哈希表，它允许多个线程同时读取和修改不同的部分，而不会发生锁竞争。

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

map.put("key1", 1);
map.put("key2", 2);

int value = map.get("key1");

CopyOnWriteArrayList 是一个线程安全的列表，它在写操作时会创建一个新的副本，因此读操作不会受到写操作的干扰。

CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();

list.add(1);
list.add(2);

int value = list.get(0);

ConcurrentLinkedQueue 是一个线程安全的队列，它支持高效的并发添加和删除操作。

ConcurrentLinkedQueue queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

queue.offer("item1");
queue.offer("item2");

String item = queue.poll();

总之，线程安全是多线程编程中的关键问题，需要根据具体情况选择适当的实现方法，以确保共享资源的安全访问。