关于java:Java-多线程不平安场景举例

Java 多线程不安全场景举例

**线程不安全的例子
对象引用的逸出
藏匿的逸出
多个线程操作同一非线程安全对象
使用不同的锁锁定同一对象
同时操作多个关联的线程安全对象
总结
线程不安全的例子**

1.对象引用的逸出

即使一个对象是线程安全的不可变对象，指向这个对象的引用也可能不是线程安全的

public void Calculator{
    private ImmutableValue currentValue = null;
    public ImmutableValue getValue(){
        return currentValue;
    }
    public void setValue(ImmutableValue newValue){
        this.currentValue = newValue;
    }
    public void add(int newValue){
        this.currentValue = this.currentValue.add(newValue);
    }
}

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Calculator类持有一个指向ImmutableValue实例的引用。通过setValue()方法和add()方法可能会改变这个引用。因此，即使Calculator类外部使用了一个不可变对象，但Calculator类本身还是可变的，因此Calculator类不是线程安全的。换句话说：ImmutableValue类是线程安全的，但使用它的类不是。

2.藏匿的逸出

public class ThisEscape {
    public ThisEscape(EventSource source) {
        //隐式的使this引用逸出
        source.registerListener(new EventListener() {
            public void onEvent(Event e) {
                doSomething(e);
            }
        });
    }
    void doSomething(Event e) {
        //do sth.
    }
    interface EventSource {
        void registerListener(EventListener e);
    }
    interface EventListener {
        void onEvent(Event e);
    }
    interface Event {
    }
}

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当线程 1 和线程 2 同时拜访 ThisEscape 构造方法，这时线程 A 初始化还未实现，此时因为 this 逸出，导致 this 在 1 和 2 中都具备可见性，线程 2 就可能通过 this 拜访 doSomething(e) 方法，导致修改 ThisEscape 的属性。

3.多个线程操作同一非线程安全对象

public class NotThreadSafe{
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    
    public add(String text){
        this.builder.append(text);
    }    
}
//调用方
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");
  }
}

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线程 1 和 线程 2 同时操作了同一个对象。并且这个对象并没有做线程安全的处理。

4.在同一对象上使用不同的锁
public class ListHelper {

public List list = 
    Collections.synchronizedList(new ArrayList());
    
// 与 List 使用的不是同一把锁
public synchronized boolean putIfAbsent(E e) {
    boolean absent = !list.contains(x);
    if (absent) {
        list.add(x);
    }
    return absent;
}

}
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诚然从代码上看像是线程安全代码，然而因为使用的锁与 list 的锁不是同一把锁，因此在多线程下仍然会出问题。

5.同时操作多个关联的同步对象
public class NumberRange{

private final AtomicInteger lower = new AtomicInteger(0);
private final AtomicInteger upper = new AtomicInteger(0);

public void setLower(int i) {
    //不安全的先查看，后执行
    if (i > upper.get()) {
        throw new Exception("");
    }
    
    lower.set(i);
}

public void setUpper(int i) {
    if (i < lower.get()) {
        throw new Exception("");
    }
    
    upper.set(i);
}

public boolean isInRange(int i) {
    return (i >= lower.get() && i <= upper.get());
}   

}
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诚然 lower 和 upper 都是线程安全的对象。然而它们之间并不是独立的。 存在当线程 1 调用 setLower(5), 线程 2 调用 setUpper(4)，那么有可能产生的后果是两个线程均判断通过的「时序问题」，而后出现 lower 大于 upper 的情况。

总结

以上就是线程不安全的代码常见场景举例，在实际的开发中，很有可能是较为费解的，然而场景基本都是下面的一种或多种场景独特出现。因此实际排查线程安全问题的过程中，查看代码中有无上述的场景即可。