JAVA并发-内置锁和ThreadLocal
上一篇博客讲过,当多个线程访问共享的可变变量的时候,可以使用锁来进行线程同步。那么如果线程安全性存在的3个前提条件不同时存在的话,自然就不需要考虑线程安全性了。或者说如果我们能够将某个共享变量变为局部变量,那么自然线程安全性问题就不存在了。
我们把“诸如将全局变量变为局部变量”这种将某个对象封闭在一个线程中的技术称为线程封闭,在《JAVA并发编程实践》中是这样说的,这么说有一定道理。但我还是想说说个人对锁和线程封闭的理解:
内置锁的机制是为了“使得多个线程都能够访问共享变量,而且能够留下对这个共享变量的影响”。
线程封闭的机制是为了“使得多个线程都能够使用共享变量,但不需要留下对这个共享变量的影响”。
说到底,两种机制应对的代码使用场景不同,而非是解决线程安全问题的两种方案。
线程封闭机制强调局部的概念,就是在写代码的时候,尽量使用局部变量代替全局变量(这种叫做栈封闭),如果一定要使用全局变量,而又想让多个线程之间在访问共享变量的时候互不影响,那就使用ThreadLocal<T>。ThreadLocal<T>提供了一种方式,可以让线程在操作共享变量时,复制该共享变量的一个副本到线程自己的栈空间,以后就操作这个副本空间来代替共享空间。这是一种封闭的手段,但我更加认为是一种代码场景。说个例子吧:
- @UnThreadSafe
- pulic class TestNum{
- private int num=0;
- public int getNextNum(){
- ++num;
- return num;
- }
- public static void main(String [] args){
- TestNum tn=new TestNum();
- TestClass tc1=new TestClass(tn);
- TestClass tc2=new TestClass(tn);
- TestClass tc3=new TestClass(tn);
- tc1.start();
- tc2.start();
- tc3.start();
- }
- class TestClass extends Thread{
- private TestNum tn;
- public TestClass(TestNum tn){
- this.tn=tn;
- }
- public void run(){
- for(int i=0;i<3;i++){
- System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
- }
- }
- }
- }
这是一个线程不安全的代码,输出的结果无法预测。将这段代码变为线程安全可以有几种方案,举其中两个例子来说明本文的内容:
- @ThreadSafe
- pulic class TestNum{
- private int num=0;
- public synchronized int getNextNum(){
- ++num;
- return num;
- }
- public static void main(String [] args){
- TestNum tn=new TestNum();
- TestClass tc1=new TestClass(tn);
- TestClass tc2=new TestClass(tn);
- TestClass tc3=new TestClass(tn);
- tc1.start();
- tc2.start();
- tc3.start();
- }
- class TestClass extends Thread{
- private TestNum tn;
- public TestClass(TestNum tn){
- this.tn=tn;
- }
- public void run(){
- for(int i=0;i<3;i++){
- System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
- }
- }
- }
- }
对于上面的代码,我们使用同步机制的来实现线程安全:tc1-3这三个线程都在访问同一个num空间,并且他们都在干一件事,那就是让这个空间的数字增加,并且能够留下自己的影响(即num++)。此时,输出的结果最大值一定是num=9(具体哪个线程贡献的哪一段就不知道了)。
- @ThreadSafe
- pulic class TestNum{
- private ThreadLocal<Integer> num=new ThreadLocal<Integer>(){
- public Integer initialValue(){
- return 0;
- }
- };
- public int getNextNum(){
- num.set(num.get()+1);
- return num.get();
- }
- public static void main(String [] args){
- TestNum tn=new TestNum();
- TestClass tc1=new TestClass(tn);
- TestClass tc2=new TestClass(tn);
- TestClass tc3=new TestClass(tn);
- tc1.start();
- tc2.start();
- tc3.start();
- }
- class TestClass extends Thread{
- private TestNum tn;
- public TestClass(TestNum tn){
- this.tn=tn;
- }
- public void run(){
- for(int i=0;i<3;i++){
- System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
- }
- }
- }
- }
对于上面的代码,我们使用线程封闭来完成,tc1-3这三个线程访问共享变量在自己栈空间的一个副本,他们都在干自己的事(不是一件事),只不过在干自己的事的过程中使用到了共享变量这个载体,而且他们也不关心最终对共享变量产生了多少影响。此时,输出的结果最大值一定是num=3(每个线程在干自己的事情)。
综上,个人觉得使用锁还是线程封闭去解决线程安全问题,终究是业务逻辑的不同,或者说是代码功能的不同。我们要掌握的就是有这些个解决代码安全行的方法,然后放到具体的场景下去应用。