什么样的变量可以成为共享资源？

朱雀 2020-05-13 15:21 729阅读 0赞

允许被多个线程同时执行的代码称作`线程安全`的代码。线程安全的代码不包含竞态条件。当多个线程同时更新共享资源时会引发竞态条件。因此，了解Java线程执行时共享了什么资源很重要。

**局部变量**

`局部变量`存储在线程`自己的栈`中。也就是说，局部变量永远也不会被多个线程共享。所以，基础类型的局部变量是线程安全的。下面是基础类型的局部变量的一个例子：

```java
public void someMethod(){
  long threadSafeInt = 0;
  threadSafeInt++;
}
```

**局部的对象引用**

`对象的局部引用`对和基础类型的局部变量不太一样。尽管引用本身没有被共享，但引用所指的对象并没有存储在线程的栈内。所有的对象都存在`共享堆`中。如果在某个方法中创建的对象不会逃逸出（译者注：即该对象不会被其它方法获得，也不会被非局部变量引用到）该方法，那么它就是线程安全的。实际上，哪怕将这个对象作为参数传给其它方法，只要别的线程获取不到这个对象，那它仍是线程安全的。下面是一个线程安全的局部引用样例：

```java
public void someMethod(){
  LocalObject localObject = new LocalObject();
  localObject.callMethod();
  method2(localObject);
}
 
public void method2(LocalObject localObject){
  localObject.setValue("value");
}
```

样例中LocalObject对象没有被方法返回，也没有被传递给someMethod()方法外的对象。每个执行someMethod()的线程都会创 建自己的LocalObject对象，并赋值给localObject引用。因此，这里的LocalObject是线程安全的。事实上，整个 someMethod()都是线程安全的。即使将LocalObject作为参数传给同一个类的其它方法或其它类的方法时，它仍然是线程安全的。当然，如 果LocalObject通过某些方法被传给了别的线程，那它就不再是线程安全的了。

**对象成员**

对象成员存储在`堆`上。如果两个线程同时更新同一个对象的同一个成员，那这个代码就不是线程安全的。下面是一个样例：

```java
public class NotThreadSafe{
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
   
    public add(String text){
        this.builder.append(text);
    }   
}
```

如果两个线程同时调用同一个`NotThreadSafe`实例上的add()方法，就会有竞态条件问题。例如：

```java
NotThreadSafe sharedInstance = new NotThreadSafe();
 
new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();
new Thread(new MyRunnable(sharedInstance)).start();
 
public class MyRunnable implements Runnable{
  NotThreadSafe instance = null;
 
  public MyRunnable(NotThreadSafe instance){
    this.instance = instance;
  }
 
  public void run(){
    this.instance.add("some text");
  }
}
```

注意两个MyRunnable共享了同一个NotThreadSafe对象。因此，当它们调用add()方法时会造成竞态条件。

当然，如果这两个线程在不同的NotThreadSafe实例上调用call()方法，就不会导致竞态条件。下面是稍微修改后的例子：

```java
new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();
new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();
```

现在两个线程都有自己单独的NotThreadSafe对象，调用add()方法时就会互不干扰，再也不会有竞态条件问题了。所以非线程安全的对象仍可以通过某种方式来消除竞态条件。

**线程控制逃逸规则**

`线程控制逃逸规则`可以帮助你判断代码中对某些资源的访问是否是线程安全的。

```
如果一个资源的创建，使用，销毁都在同一个线程内完成，
且永远不会脱离该线程的控制，则该资源的使用就是线程安全的。
```

资源可以是对象，数组，文件，数据库连接，套接字等等。Java中你无需主动销毁对象，所以“销毁”指不再有引用指向对象。

即使对象本身线程安全，但如果该对象中包含其他资源（文件，数据库连接），整个应用也许就不再是线程安全的了。比如2个线程都创建了各自的数据库连接，每个连接自身是线程安全的，但它们所连接到的同一个数据库也许不是线程安全的。比如，2个线程执行如下代码：

```
检查记录X是否存在，如果不存在，插入X
```

如果两个线程同时执行，而且碰巧检查的是同一个记录，那么两个线程最终可能都插入了记录：

```
线程1检查记录X是否存在。检查结果：不存在
线程2检查记录X是否存在。检查结果：不存在
线程1插入记录X
线程2插入记录X
```