在java中什么是线程安全的

在java中什么是线程安全的,第1张

你问的是java API中的哪些类是安全的?还是线程安全的意思?关于线程安全,是指当多个线程访问同一个变量时,该变量不会因为多线程访问产生意想不到的问题,为了避免多线程访问的不可预知的问题,对于程序中多线程能访问到的变量要加锁,即加synchronized,放在同步块中,或者对改变该变量值的方法加synchronized限制。当然jdk中自带的一些类本身就实现了该机制,本身就是线程安全的,比如StringBuffer,Vector等。多线程是程序中比较高级的一个方面,希望你能深入理解!

线程安全是指要控制多个线程对某个资源的有序访问或修改,而在这些线程之间没有产生冲突。

在Java里,线程安全一般体现在两个方面:

1、多个thread对同一个java实例的访问(read和modify)不会相互干扰,它主要体现在关键字synchronized。如ArrayList和Vector,HashMap和Hashtable(后者每个方法前都有synchronized关键字)。如果你在interator一个List对象时,其它线程remove一个element,问题就出现了。

2、每个线程都有自己的字段,而不会在多个线程之间共享。它主要体现在javalangThreadLocal类,而没有Java关键字支持,如像static、transient那样。

线程安全就是多线程访问时,采用了加锁机制,当一个线程访问该类的某个数据时,进行保护,其他线程不能进行访问直到该线程读取完,其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。(Vector,HashTab;le)

线程不安全就是不提供数据访问保护,有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。(ArrayList,LinkedList,HashMap等)

概念:

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子 *** 作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

若每个线程中对全局变量、静态变量只有读 *** 作,而无写 *** 作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写 *** 作,一般都需要考虑线程同步,否则的话就可能影响线程安全。

例子:

比如一个 ArrayList 类,在添加一个元素的时候,它可能会有两步来完成:1 在 Items[Size] 的位置存放此元素;2 增大 Size 的值。

在单线程运行的情况下,如果 Size = 0,添加一个元素后,此元素在位置 0,而且 Size=1;

而如果是在多线程情况下,比如有两个线程,线程 A 先将元素存放在位置 0。但是此时 CPU 调度线程A暂停,线程 B

得到运行的机会。线程B也向此 ArrayList 添加元素,因为此时 Size 仍然等于 0

(注意哦,我们假设的是添加一个元素是要两个步骤哦,而线程A仅仅完成了步骤1),所以线程B也将元素存放在位置0。然后线程A和线程B都继续运行,都增加

Size 的值。

那好,我们来看看 ArrayList 的情况,元素实际上只有一个,存放在位置 0,而 Size 却等于 2。这就是“线程不安全”了。

安全性:

线程安全性不是一个非真即假的命题。 Vector 的方法都是同步的,因为java会有相应的机制是同一时刻只有一个线程对这个变量 *** 作。并且

Vector 明确地设计为在多线程环境中工作。但是它的线程安全性是有限制的,即在某些方法之间有状态依赖(类似地,如果在迭代过程中 Vector

被其他线程修改,那么由 Vectoriterator() 返回的

iterator会抛出ConcurrentModifiicationException)。

对于 Java 类中常见的线程安全性级别,没有一种分类系统可被广泛接受,不过重要的是在编写类时尽量记录下它们的线程安全行为。

Bloch 给出了描述五类线程安全性的分类方法:不可变、线程安全、有条件线程安全、线程兼容和线程对立。只要明确地记录下线程安全特性,那么您是否使用这种系统都没关系。这种系统有其局限性

– 各类之间的界线不是百分之百地明确,而且有些情况它没照顾到 –

但是这套系统是一个很好的起点。这种分类系统的核心是调用者是否可以或者必须用外部同步包围 *** 作(或者一系列 *** 作)。下面几节分别描述了线程安全性的这五种类别。

不可变

不可变的对象一定是线程安全的,并且永远也不需要额外的同步。因为一个不可变的对象只要构建正确,其外部可见状态永远也不会改变,永远也不会看到它处于不一致的状态。Java

类库中大多数基本数值类如 Integer 、 String 和 BigInteger 都是不可变的。

需要注意的是,对于Integer,该类不提供add方法,加法是使用+来直接 *** 作。而+ *** 作是不具线程安全的。这是提供原子 *** 作类AtomicInteger的原。

线程安全

线程安全的对象具有在上面“线程安全”一节中描述的属性 –

由类的规格说明所规定的约束在对象被多个线程访问时仍然有效,不管运行时环境如何排线程都不需要任何额外的同步。这种线程安全性保证是很严格的 –

许多类,如 Hashtable 或者 Vector 都不能满足这种严格的定义。

有条件的线程安全

有条件的线程安全类对于单独的 *** 作可以是线程安全的,但是某些 *** 作序列可能需要外部同步。条件线程安全的最常见的例子是遍历由 Hashtable

或者 Vector 或者返回的迭代器 – 由这些类返回的 fail-fast

迭代器假定在迭代器进行遍历的时候底层集合不会有变化。为了保证其他线程不会在遍历的时候改变集合,进行迭代的线程应该确保它是独占性地访问集合以实现遍历的完整性。通常,独占性的访问是由对锁的同步保证的

– 并且类的文档应该说明是哪个锁(通常是对象的内部监视器(intrinsic monitor))。

如果对一个有条件线程安全类进行记录,那么您应该不仅要记录它是有条件线程安全的,而且还要记录必须防止哪些 *** 作序列的并发访问。用户可以合理地假设其他 *** 作序列不需要任何额外的同步。

线程兼容

线程兼容类不是线程安全的,但是可以通过正确使用同步而在并发环境中安全地使用。这可能意味着用一个 synchronized

块包围每一个方法调用,或者创建一个包装器对象,其中每一个方法都是同步的(就像 CollectionssynchronizedList()

一样)。也可能意味着用 synchronized

块包围某些 *** 作序列。为了最大程度地利用线程兼容类,如果所有调用都使用同一个块,那么就不应该要求调用者对该块同步。这样做会使线程兼容的对象作为变量实例包含在其他线程安全的对象中,从而可以利用其所有者对象的同步。

许多常见的类是线程兼容的,如集合类 ArrayList 和 HashMap 、 javatextSimpleDateFormat 、或者 JDBC 类 Connection 和 ResultSet 。

线程对立

线程对立类是那些不管是否调用了外部同步都不能在并发使用时安全地呈现的类。线程对立很少见,当类修改静态数据,而静态数据会影响在其他线程中执行的其他类的行为,这时通常会出现线程对立。线程对立类的一个例子是调用 SystemsetOut() 的类。

SwingAPI的设计目标是强大 灵活和易用 非凡地 我们希望能让程序员们方便地建立新的Swing组件 不论是从头开始还是通过扩展我们所提供的一些组件 出于这个目的 我们不要求Swing组件支持多线程访问 相反 我们向组件发送请求并在单一线程中执行请求 本文讨论线程和Swing组件 目的不仅是为了帮助你以线程安全的方式使用SwingAPI 而且解释了我们为什么会选择现在这样的线程方案 本文包括以下内容

单线程规则 Swing线程在同一时刻仅能被一个线程所访问 一般来说 这个线程是事件派发线程 规则的例外 有些 *** 作保证是线程安全的 事件分发 假如你需要从事件处理或绘制代码以外的地方访问UI 那么你可以使用SwingUtilities类的invokeLater要求在事件派发线程中执行某些代码 这个方法会立即返回 不会等待代码执行完毕 invokeAndWait行为与invokeLater类似 除了这个方法会等待代码执行完毕 一般地 你可以用invokeLater来代替这个方法 下面是一些使用这几个API的例子 请同时参阅《TheJavaTutorial》中的 BINGOexample 尤其是以下几个类 CardWindow ControlPane Player和OverallStatusPane

使用invokeLater方法你可以从任何线程调用invokeLater方法以请求事件派发线程运行特定代码 你必须把要运行的代码放到一个Runnable对象的run方法中 并将此Runnable对象设为invokeLater的参数 invokeLater方法会立即返回 不等待事件派发线程执行指定代码 这是一个使用invokeLater方法的例子

RunnabledoWorkRunnable=newRunnable };

SwingUtilities invokeLater;使用invokeAndWait方法invokeAndWait方法和invokeLater方法很相似 除了invokeAndWait方法会等事件派发线程执行了指定代码才返回 在可能的情况下 你应该尽量用invokeLater来代替invokeAndWait 假如你真的要使用invokeAndWait 请确保调用invokeAndWait的线程不会在调用期间持有任何其他线程可能需要的锁

这是一个使用invokeAndWait的例子

voidshowHelloThereDialogthrowsException }; SwingUtilities invokeAndWait; }

类似地 假设一个线程需要对GUI的状态进行存取 比如文本域的内容 它的代码可能类似这样

voidprintTextField throwsException }; SwingUtilities invokeAndWait; System out println;}

假如你能避免使用线程 最好这样做 线程可能难于使用 并使得程序的debug更困难 一般来说 对于严格意义下的GUI工作 线程是不必要的 比如对组件属性的更新 不管怎么说 有时候线程是必要的 下列情况是使用线程的一些典型情况 执行一项费时的任务而不必将事件派发线程锁定 例子包括执行大量计算的情况 会导致大量类被装载的情况 和为网络或磁盘I/O而阻塞的情况 重复地执行一项 *** 作 通常在两次 *** 作间间隔一个预定的时间周期 要等待来自客户的消息 你可以使用两个类来帮助你实现线程 SwingWorker 创建一个后台线程来执行费时的 *** 作 Timer 创建一个线程来执行或多次执行某些代码 在两次执行间间隔用户定义的延迟 使用SwingWorker类SwingWorker类在SwingWorker java中实现 这个类并不包含在Java的任何发行版中 所以你必须单独下载它 SwingWorker类做了所有实现一个后台线程所需的肮脏工作 虽然许多程序都不需要后台线程 后台线程在执行费时的 *** 作时仍然是很有用的 它能提高程序的性能观感

SwingWorkersanexampleofusingSwingWorker 要使用SwingWorker类 你首先要实现它的一个子类 在子类中 你必须实现construct方法还包含你的长时间 *** 作 当你实例化SwingWorker的子类时 SwingWorker创建一个线程但并不启动它 你要调用你的SwingWorker对象的start方法来启动线程 然后start方法会调用你的construct方法 当你需要construct方法返回的对象时 可以调用SwingWorker类的get方法 这是一个使用SwingWorker类的例子

//在main方法中 finalSwingWorkerworker=newSwingWorker }; worker start; //在动作事件处理方法中 JOptionPane showMessageDialog)

当程序的main方法调用start方法 SwingWorker启动一个新的线程来实例化ExpensiveDialogComponent main方法还构造了由一个窗口和一个按钮组成的GUI 当用户点击按钮 程序将阻塞 假如必要 阻塞到ExpensiveDialogComponent创建完成 然后程序显示一个包含ExpensiveDialogComponent的模式对话框 你可以在MyApplication java找到整个程序 使用Timer类Timer类通过一个ActionListener来执行或多次执行一项 *** 作 你创建定时器的时候可以指定 *** 作执行的频率 并且你可以指定定时器的动作事件的监听者 启动定时器后 动作监听者的actionPerformed方法会被调用来执行 *** 作 定时器动作监听者定义的actionPerformed方法将在事件派发线程中调用 这意味着你不必在其中使用invokeLater方法 这是一个使用Timer类来实现动画循环的例子

publicclassAnimatorApplicationTimer extendsJFrameimplementsActionListener publicvoidstartAnimationelse } publicvoidstopAnimation publicvoidactionPerformed }

在一个线程中执行所有的用户界面代码有这样一些优点 组件开发者不必对线程编程有深入的理解 像ViewPoint和Trestle这类工具包中的所有组件都必须完全支持多线程访问 使得扩展非常困难 尤其对不精通线程编程的开发者来说 最近的一些工具包如SubArctic和IFC 都采用和Swing类似的设计 事件以可预知的次序派发 invokeLater排队的runnable对象从鼠标和键盘事件 定时器事件 绘制请求的同一个队列派发 在一些组件完全支持多线程访问的工具包中 组件的改变被变化无常的线程调度程序穿插到事件处理过程中 这使得全面测试变得困难甚至不可能 更低的代价 尝试小心锁住临界区的工具包要花费实足的时间和空间在锁的治理上 每当工具包中调用某个可能在客户代码中实现的方法时 工具包都要保存它的状态并释放所有锁 以便客户代码能在必要时获得锁 当控制权交回到工具包 工具包又必须重新抓住它的锁并恢复状态 所有应用程序都不得不负担这一代价 即使大多数应用程序并不需要对GUI的并发访问 这是的SubArcticJavaToolkit的对在工具包中支持多线程访问的问题的描述 我们的基本信条是 当设计和建造多线程应用程序 尤其是那些包括GUI组件的应用程序时 必须保证极端小心 线程的使用可能会很有欺骗性 在许多情况下 它们表现得能够极好的简化编成 使得设计 专注于单一任务的简单自治实体 成为可能 在一些情况下它们的确简化了设计和编码 然而 在几乎所有的情况下 它们都使得调试 测试和维护的困难大大增加甚至成为不可能 无论大多数程序员所受的练习 他们的经验和实践 还是我们用来帮助自己的工具 都不是能够用来对付非决定论的 例如 全面测试在bug依靠于时间时是几乎不可能的 尤其对于Java来说 一个程序要运行在许多不同类型的机器的 *** 作系统平台上 并且每个程序都必须在抢先和非抢先式调度下都能正常工作 由于这些固有的困难 我们力劝你三思是否绝对有使用线程的必要 尽管如此 有些情况下使用线程是必要的 所以subArctic提供了一个线程安全的访问机制

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27616

涉及到数据共享及数据的修改的情况下一般要考虑线程安全,比如有一个原始数据5,我在一个线程中要将这个数据加5,那么我就在这个线程中读取到这个数据然后加5得到10,然后再把10存入这个原始数据中,因为没有考虑线程安全,在我存入之前

JAVA中线程安全的map有:Hashtable、synchronizedMap、ConcurrentHashMap。

java中map中线程安全怎么实现:

1、同步的map就是Hashtable, concurrenthashmap。

2、你看到的Hashtable就是直接在hashmap上加了个锁,concurrenthashmap就是分成多个分段锁。

java代码中线程安全级别:

1、绝对线程安全。

在任何环境下,调用者都不需要考虑额外的同步措施,都能够保证程序的正确性。这个定义要求很严格,java里面满足这个要求的类比较少,对于实现jsr133规范(java内存模型)的jdk(一般指jdk50之上),一般的不变类都是满足绝地线程安全的。比如 String,Integer类。一般情况下,定义了如果一个类里面所有字段都是final类型的,一般都认为这个类是不变的。不变类都是绝对线程安全的。

2、相对线程安全

在一般情况下,调用者都不需要考虑线程同步,大多数情况下,都能够正常运行。jdk里面大多数类都是相对安全的。最常见的例子是java里面Vector类。

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原文地址: http://outofmemory.cn/sjk/10153634.html

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