Java 线程安全 与 锁.doc

Java线程安全与锁是多线程编程中的关键概念，主要涉及到并发环境下对共享资源的访问控制。在Java中，线程安全问题主要是由于多个线程同时访问并修改同一份数据，导致数据不一致或者出现意外的行为。为了解决这个问题，Java提供了多种锁机制来保证线程间的同步。 我们要理解Java的内存模型。每个线程都有自己的私有栈内存，存储着局部变量和方法调用的状态，而进程的堆内存是所有线程共享的，用于存储实例对象和数组等数据。当线程之间共享数据时，可能会引发线程安全问题。 线程安全问题通常出现在以下几个场景： 1. 写写冲突：两个或多个线程同时写入同一数据。 2. 读写冲突：一个线程读取数据，另一个线程同时修改该数据。 3. 写读冲突：一个线程写入数据，另一个线程随后读取该数据。 解决线程安全问题的关键在于引入锁机制。锁是一种权限控制，用于保护共享资源免受并发访问的影响。Java中有两种主要的锁实现： 1. `synchronized`关键字：可以用于修饰方法或代码块。当一个方法被`synchronized`修饰时，同一时刻只能有一个线程执行该方法，其他线程必须等待。锁的是当前类的对象，这意味着如果两个线程分别通过不同实例调用同一个`synchronized`方法，它们不会互斥，因为每实例都有自己的一把锁。`synchronized`还支持锁重入，即一个线程可以多次获取同一把锁，这在方法嵌套调用或继承中非常重要。 2. `Lock`接口：`java.util.concurrent.locks.Lock`提供了一种更灵活的锁机制，包括可中断锁、公平锁和非公平锁等。相比于`synchronized`，`Lock`需要显式地获取和释放锁，这增加了编程复杂性，但也带来了更高的控制灵活性。 在上述代码示例中，我们创建了两个线程`MyThread1`和`MyThread2`，它们都访问`Task`类的`doTask`方法。因为`doTask`没有使用`synchronized`修饰，所以两个线程可以并发执行，导致线程安全问题。为了使`doTask`方法线程安全，我们可以将其改为`synchronized`方法，或者使用`Lock`来控制访问。 理解和掌握Java的线程安全与锁机制是开发高并发应用的基础。合理地使用锁可以避免竞态条件，确保程序的正确性和一致性。在设计多线程程序时，应尽量减少锁的使用，以降低死锁和性能影响的风险，同时考虑使用并发容器、原子类等高级并发工具来提高效率。