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线程安全和非线程安全

来源：互联网 发布：淘宝秒单软件 编辑：程序博客网 时间：2024/06/08 07:54

以前经常听说，线程安全，非线程安全，比如，ArrayList是非线程安全的，Vector是线程安全的；HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的；StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。


但是并不是很理解，到底安全是指什么，不安全是指什么，今天找机会上网上查了些资料，总结如下：

非线程安全：

【非线程安全】就是说多线程访问同一代码，运行几次后，对比结果，会发现会产生不确定的结果，（以下为转载内容）：


这里就使用ArrayList和Vector二者来说明。

下面的代码，在主线程中new了一个非线程安全的ArrayList，然后开1000个线程分别向这个ArrayList里面添加元素，每个线程添加100个元素，等所有线程执行完成后，这个ArrayList的size应该是多少？应该是100000个？

public class Main{    public static void main(String[] args)    {        // 进行10次测试        for(int i = 0; i < 10; i++)        {            test();        }    }    public static void test()    {        // 用来测试的List        List list = new ArrayList();        // 线程数量(1000)        int threadCount = 1000;        // 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);        // 启动threadCount个子线程        for(int i = 0; i < threadCount; i++)        {            Thread thread = new Thread(new MyThread(list, countDownLatch));            thread.start();        }        try        {            // 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行            countDownLatch.await();        }        catch (InterruptedException e)        {            e.printStackTrace();        }        // List的size        System.out.println(list.size());    }}class MyThread implements Runnable{    private List list;    private CountDownLatch countDownLatch;    public MyThread(List list, CountDownLatch countDownLatch)    {        this.list = list;        this.countDownLatch = countDownLatch;    }    public void run()    {        // 每个线程向List中添加100个元素        for(int i = 0; i < 100; i++)        {            list.add(new Object());        }        // 完成一个子线程        countDownLatch.countDown();    }}
上面进行了10次测试（为什么要测试10次？因为非线程安全并不是每次都会导致问题）。 
输出结果：
99946
100000
100000
100000
99998
99959
100000
99975
100000
99996
上面的输出结果发现，并不是每次测试结果都是100000，有好几次测试最后ArrayList的size小于100000，甚至时不时会抛出个IndexOutOfBoundsException异常。（如果没有这个现象可以多试几次） 
这就是非线程安全带来的问题了。上面的代码如果用于生产环境，就会有隐患就会有BUG了。

线程安全：

【线程安全】则是，当多线程访问同一代码时，不会出现不确定性的结果。
线程安全一般都涉及到synchronized（同步）， 就是一段代码同时只能有一个线程来操作 不然中间过程可能会产生不可预知的结果。
现以Vector为例来进行如下测试：
上面代码改变一处，test()方法中 
List<Object> list = new ArrayList<Object>(); 
改为 
List<Object> list = new Vector<Object>();
再运行程序。
输出结果：
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
再多跑几次，发现都是100000，没有任何问题。因为Vector是线程安全的，在多线程操作同一个Vector对象时，不会有任何问题。
再换成LinkedList试试，同样还会出现ArrayList类似的问题，因为LinkedList也是非线程安全的。

二者比较：
非线程安全是指多线程操作同一个对象可能会出现问题。而线程安全则是多线程操作同一个对象不会有问题。
线程安全必须要使用很多synchronized关键字来同步控制，所以必然会导致性能的降低。
所以在使用的时候，如果是多个线程操作同一个对象，那么使用线程安全的Vector；否则，就使用效率更高的ArrayList。

但是，非线程安全！=不安全
有人在使用过程中有一个不正确的观点：我的程序是多线程的，不能使用ArrayList要使用Vector，这样才安全。
非线程安全并不是多线程环境下就不能使用。注意我上面有说到：多线程操作同一个对象。注意是同一个对象。比如最上面那个模拟，就是在主线程中new的一个ArrayList然后多个线程操作同一个ArrayList对象。
如果是每个线程中new一个ArrayList，而这个ArrayList只在这一个线程中使用，那么肯定是没问题的。
线程安全的实现
线程安全是通过线程同步控制来实现的，也就是synchronized关键字。
在这里，我用代码分别实现了一个非线程安全的计数器和线程安全的计数器Counter，并对他们分别进行了多线程测试。
非线程安全的计数器：
public class Main{    public static void main(String[] args)    {        // 进行10次测试        for(int i = 0; i < 10; i++)        {            test();        }    }    public static void test()    {        // 计数器        Counter counter = new Counter();        // 线程数量(1000)        int threadCount = 1000;        // 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);        // 启动threadCount个子线程        for(int i = 0; i < threadCount; i++)        {            Thread thread = new Thread(new MyThread(counter, countDownLatch));            thread.start();        }        try        {            // 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行            countDownLatch.await();        }        catch (InterruptedException e)        {            e.printStackTrace();        }        // 计数器的值        System.out.println(counter.getCount());    }}class MyThread implements Runnable{    private Counter counter;    private CountDownLatch countDownLatch;    public MyThread(Counter counter, CountDownLatch countDownLatch)    {        this.counter = counter;        this.countDownLatch = countDownLatch;    }    public void run()    {        // 每个线程向Counter中进行10000次累加        for(int i = 0; i < 10000; i++)        {            counter.addCount();        }        // 完成一个子线程        countDownLatch.countDown();    }}class Counter{    private int count = 0;    public int getCount()    {        return count;    }    public void addCount()    {        count++;    }}

上面的测试代码中，开启1000个线程，每个线程对计数器进行10000次累加，最终输出结果应该是10000000。
但是上面代码中的Counter未进行同步控制，所以非线程安全。
输出结果：
9963727
9973178
9999577
9987650
9988734
9988665
9987820
9990847
9992305
9972233
稍加修改，把Counter改成线程安全的计数器：
class Counter{    private int count = 0;    public int getCount()    {        return count;    }    public synchronized void addCount()    {        count++;    }}
上面只是在addCount()方法中加上了synchronized同步控制，就成为一个线程安全的计数器了。再执行程序。
输出结果：
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000
10000000

本文相关示例片段，转载自：http://blog.csdn.net/YiZhiCXY/article/details/51335385



  
  
  
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