Java併發編程實戰筆記(2)：線程安全性-原子性

原子性

• 競態關係
• 複合操作

我們還是以一段代碼來理解這兩點。

public class ThreadSecStudy {
    static int count = 0;
    public static void main(String[] args) {
        // 正確性反例
        Thread add = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                    count++;
                    System.out.println(count);
                }
            }
        });
        Thread cut = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                    count--;
                    System.out.println(count);
                }
            }
        });

		// 加法
        add.start();
        // 減法
        cut.start();
    }
}

我們的類方法中對count的操作看似只有一行count++和count–，但是實際上它做了三步操作，獲取-修改-寫入，拆分開來可以是這樣寫。

//獲取
int tmpGet = count;
//修改
int tmpUpdate = count + 1;
//寫入
count = tmpUpdate;

那麼我們設想如果有多個線程同時對同一個變量做這三步操作，有沒有可能出現如下這種情況呢？

線程1爲加法，線程2爲減法。

1. count = 0
2. =》線程1加入
3. 線程1：獲取操作 tmpGet = count = 0
4. =》線程2加入
5. 線程2：獲取操作 tmpGet = count = 0
6. 線程1：修改操作 tmpUpdate = count + 1 = 1
7. 線程2：修改操作 tmpUpdate = count - 1 = -1
8. 線程1：寫入操作 count = tmpUpdate = 1
9. 線程2：寫入操作 count = tmpUpdate = -1

很明顯-1這個結果是不對的，一加一減正確的結果應該是0纔是正確的，那麼這就出現了線程安全的問題了。

首先這個操作它屬於複合操作，它是一個可以被拆分的操作，和線程安全性中的體現原子性是恰恰相反的。

並且當一個計算的正確性取決於多個線程的交替執行時序時，就會發生競態條件。

加深理解

如果你的操作屬於複合操作，那麼在被多個線程交替執行時序時，內部可能會發生競態條件，導致計算的結果正確性得不到保證，從而導致線程安全問題。
反之，如果確保了其操作的原子性，則不會發生競態條件；而要保證原子性則要提供互斥訪問，同一時刻只能有一個線程對數據進行操作

開發中如何做

最簡單的也最常見的方式就是我們使用synchronized的時候，我們將複合操作合併成爲一個符合原子性的操作，這樣就保證了操作的原子性。

文章中出現的任何錯誤歡迎指正，共同進步！

最後做個小小廣告，有對WEB開發和網絡安全感興趣的，可以加羣一起學習和交流！

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