Java并发多线程编程——从Java字节码的角度看线程安全性问题

一、单线程获取值案例（没有产生线程安全性问题）

1、代码

package com.xz.thread.t3;

/**
 * @description: 单线程情况下输出没有问题
 * @author: xz
 */
public class Sequeue {
    private int value;

    public int getNext(){
        return value++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Sequeue sequeue = new Sequeue();
        while(true){
            System.out.println(sequeue.getNext());
        }
    }

}

2、输出结果如下： 3、结论

• 单线程运行，输出结果依次递增，不会出现重复数据。

二·、多线程获取值案例（产生线程安全性问题）

1、代码

package com.xz.thread.t3;

/**
 * @description: 单线程情况下输出没有问题
 * @author: xz
 */
public class Sequeue {
    private int value;

    public int getNext(){
        return value++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Sequeue sequeue = new Sequeue();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

}

2、输出结果如下： 3、结论

• 多线程运行，输出结果依次递增，但是会出现重复数据。因此产生安全问题。

三、从字节码角度看线程安全性问题的示例

1、找到第三步编译的Sequeue的字节码文件，如下图： 2、dos命令行窗口进入t3文件夹，并执行javap -verbose Sequeue.class 命令，如下图： 3、找到 getNext()方法，如下图： 4、结论：

• 由上图可知，getNext方法并不是一步操作即完成，而是分成了多个步骤，所以多线程访问会出现相同数值问题。

四、如何解决多线程安全性问题的示例

1、在getNext方法上加上synchronized关键字，代码如下：

package com.xz.thread.t3;

/**
 * @description: 单线程情况下输出没有问题
 * @author: xz
 */
public class Sequeue {
    private int value;

    public synchronized int getNext(){
        return value++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Sequeue sequeue = new Sequeue();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+sequeue.getNext());
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

}

2、输出结果如下图：

3、结论

• 由上图输出结果可知，没有重复值的情况，解决了多线程安全性问题。

五、如何产生线程安全性问题

• 多线程环境下
• 多个线程共享一个资源
• 对资源进行非原子性操作