Java併發（一）-瞭解線程安全

線程不安全性

先來舉例說明線程不安全是什麼狀況下發生的：例如一個變量能夠被多個線程進行訪問，那麼在大量線程併發訪問這個變量的狀況下，線程執行的順序會給最後的結果帶來不可預估的錯誤。
先定義一個單例類SimpleWorkingHardSingleton：

public class SimpleWorkingHardSingleton {
    private static SimpleWorkingHardSingleton simpleSingleton = new SimpleWorkingHardSingleton();
    
    // 數量
    private int count;
    
    private SimpleWorkingHardSingleton() {
        count = 0;
    }
    
    public static SimpleWorkingHardSingleton getInstance() {
        return simpleSingleton;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
    
    public void addCount(int increment) {
        this.count += increment;
        System.out.println(this.count);
    }

}

能夠看到下面這個單例若在多線程環境下運行，count是被多個線程同時操縱的變量，示例：

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            SimpleWorkingHardSingleton simpleSingleton = SimpleWorkingHardSingleton.getInstance();
            simpleSingleton.addCount(1);
        }
    }).start();
}

看輸出結果（你的執行結果可能和個人不一樣）：

3
2
2
4
5

匪夷所思的結果，想不懂爲何會有兩個2出現，1哪兒去了，爲何輸出不是 1 2 3 4 5，下面就來解釋一下

1. 爲何沒有1？
   多是a線程算出count=1，而後輸出count的時候，此時a線程掛起，b線程執行，b線程對count自增，此時a線程再輸出的時候，count已經發生了變化，這就致使了1沒有被輸出
2. 爲何兩個2？
   多是a，b兩個線程都完成了count的計算，而後a線程輸出，輸出結束後當即被掛起，而後緊接着b線程當即也進行了輸出，那麼此時a b線程必定是輸出了相同的count，就致使了相同值的出現。
3. 將循環次數加大到100或者200，就會發現最後輸出的count並不會到100或者200
   這是因爲count++這個操做也不是原子的，也就是說count++並非一次性完成，而是分爲3步驟。第一步，獲取count；第二步，給count指向的值加1；第三步，講計算結果寫回count。所以若是三個步驟再混合上多線程執行順序的錯亂因素，就會致使不可預測的問題了。好比a線程獲取count爲1，此時a線程立馬被掛起，b線程獲取count也爲1，而後a，b線程各自去執行，最後寫回count都是2，這就致使了count被少加一次。

線程安全性

其實咱們看到線程安全性的定義的關鍵點在於正確性，即在多線程的環境下，不管運行時候環境採用如何的調度方式，系統或者類或者方法總能表現出預期的相符的行爲，那麼就是線程安全的。

總結

1. 在多線程環境下，之因此會出現併發的線程安全性問題，是因爲多個線程去操縱一個共享的變量或者一組變量，並且變量的操做過程不是原子的，那麼線程的執行順序就會干擾到變量。
2. 爲了保證線程安全性，解決方法：
   • 多個線程訪問一個不可變量
   • 變量不能夠被多線程共享
   • 線程作同步處理（原子性處理）

參考內容

1. 書籍《Java併發編程實戰》