Java併發基礎06. 線程範圍內共享數據

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假設如今有個公共的變量 data，有不一樣的線程均可以去操做它，若是在不一樣的線程對 data 操做完成後再去取這個 data，那麼確定會出現線程間的數據混亂問題，由於 A 線程在取 data 數據前可能 B 線程又對其進行了修改，下面寫個程序來講明一下該問題：

public class ThreadScopeShareData {

	private static int data = 0;//公共的數據
	
	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 0; i < 2; i ++) { //開啓兩個線程
			new Thread(new Runnable() {
				
				@Override
				public void run() {
					int temp = new Random().nextInt();
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + temp); //打印出來爲了看效果
					data = temp; //操做數據：賦新值

					new TestA().getData();
					new TestB().getData();
				}
			}).start();
		}
	}
	
	static class TestA {
		public void getData() {
			System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + data);//取出公共數據data
		}
	}
	
	static class TestB {
		public void getData() {
			System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + data);
		}
	}
}
複製代碼

來看一下打印出來的結果：

Thread-0 has put a data: -1885917900
Thread-1 has put a data: -1743455464
A get data from Thread-0: -1743455464
A get data from Thread-1: -1743455464
B get data from Thread-1: -1743455464
B get data from Thread-0: -1743455464

從結果中能夠看出，兩次對 data 賦的值確實不同，可是兩個線程最後打印出來的都是最後賦的那個值，說明 Thread-0 拿出的數據已經不對了，這就是線程間共享數據帶來的問題。

固然，咱們徹底可使用 synchronized 關鍵字將 run() 方法中的幾行代碼給套起來，這樣每一個線程各自執行完，打印出各自的信息，這是沒問題的，確實能夠解決上面的線程間共享數據問題。可是，這是以其餘線程被阻塞爲代價的，即 Thread-0 在執行的時候，Thread-1 就被阻塞了，必須等待 Thread-0 執行完了才能執行。

那麼若是我想兩個線程同時跑，而且互不影響各自取出的值，該怎麼辦呢？這也是本文所要總結的重點，解決該問題的思想是：雖然如今都在操做公共數據 data，可是不一樣的線程自己對這個 data 要維護一個副本，這個副本不是線程間所共享的，而是每一個線程所獨有的，因此不一樣線程中所維護的 data 是不同的，最後取的時候，是哪一個線程，我就從哪一個線程中取該 data。

基於上面這個思路，我再把上面的程序作一修改，以下：

public class ThreadScopeShareData {

	private static int data = 0;//公共的數據
	//定義一個Map以鍵值對的方式存儲每一個線程和它對應的數據，即Thread：data
	private static Map<Thread, Integer> threadData = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, Integer>());
	
	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 0; i < 2; i ++) {
			new Thread(new Runnable() {
				
				@Override
				public void run() {
					int temp = new Random().nextInt();
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + temp); //打印出來爲了看效果 
					threadData.put(Thread.currentThread(), temp); //向Map中存入本線程data數據的一個副本
					data = temp; //操做數據：賦新值
					new TestA().getData();
					new TestB().getData();
				}
			}).start();
		}
	}
	
	static class TestA {
		public void getData() {
			System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
				+ threadData.get(Thread.currentThread())); //取出各線程維護的那個副本
		}
	}
	
	static class TestB {
		public void getData() {
			System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
				+ threadData.get(Thread.currentThread()));
		}
	}
}
複製代碼

上面程序中維護了一個 Map，鍵值對分別是線程和它的數據，那麼在操做 data 的時候，先把各自的數據保存到這個 Map 中，這樣每一個線程保存的確定不一樣，當再取的時候，根據當前線程對象做爲 key 來取出對應的 data 副本，這樣不一樣的線程之間就不會相互影響了。這個 HashMap 也須要包裝一下，由於 HashMap 是非線程安全的，上面的程序中，不一樣的線程有對 HashMap 進行寫操做，就有可能產生併發問題，因此也要包裝一下。最後來看一下執行結果：

Thread-0 has put a data: 1817494992
Thread-1 has put a data: -1189758355
A get data from Thread-0: 1817494992
A get data from Thread-1: -1189758355
B get data from Thread-0: 1817494992
B get data from Thread-1: -1189758355

就是線程範圍內共享數據，即同一個線程裏面這個數據是共享的，線程間是不共享的。

這讓我聯想到了學習數據庫的時候用到的 ThreadLocal，操做數據庫須要 connection，若是當前線程中有就拿當前線程中存的 connection，不然就新建一個放到當前線程中，這樣就不會出現問題，由於每一個線程自己共享了一個 connection，它不是線程間共享的。這也很好理解，這個 connection 確定不能共享，假設 A 和 B 用戶都拿到這個 connection 並開啓了事務，如今 A 開始轉帳了，可是錢還沒轉好，B 轉好了關閉了事務，那麼A那邊就出問題了。

線程範圍內共享數據的問題就總結這麼多吧~若是有問題，歡迎指正，咱們一塊兒進步！

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