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Java——线程不安全的原因（图解）

news 来源：原创 2024/5/3 12:53:46

一、多线程修改同一个变量

💡 count自增100_0000次，并发执行：

count++实际由3部分组成：

从内存读数据到cpu(load),
cpu寄存器，进行自增操作(add),
cpu寄存器又返回数据到内存(save).

图解：

代码：

class Counter {
    public int count = 0;

    public void incerse() {
        count++;
    }
}
public class Thread2 {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter = new Counter();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50_0000; i++) {
                counter.incerse();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50_0000; i++) {
                counter.incerse();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(counter.count);
    }
}

预期结果：100_0000
实际结果：

注：

单线程修改同一变量，安全;
多线程读同一变量，安全;
多线程修改不同变量，安全.

二、抢占式

💡 各线程之间是抢占式执行，程序猿无法得知其执行的顺序.

代码：

public class Thread3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println("t1……");
        });
        t1.start();
        System.out.println("main……");
    }
}

预期结果：先执行t1……,再执行main……
实际结果：

原因：操作系统内核的随机调度，程序猿无法干预.

三、原子性

💡 不可拆分的最小单位就是原子.

原子：
 a = 10; //一步到位 
非原子操作：
 b++; //上述3步操作

四、内存可见性

一个线程读，一个线程写，很容易导致代码优化，产生误判,从而导致的不安全问题.

图解：

代码：

public class Thread4 {
    static int flag = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if(flag != 0) {
                        System.out.println("线程执行中……");
                        break;
                    }

                }
                System.out.println("线程执行结束");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                flag = 1;
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}