Java 関数でスレッド セーフを実装する際の一般的な課題は何ですか?

Java スレッドの安全性の課題には、競合状態や可視性の問題が含まれますが、これらは相互排他的アクセス、不変オブジェクト、同時コレクション、およびアトミック変数によって解決できます。たとえば、銀行振込システムでは、同期キーワードを使用して口座残高を保護し、同時アクセスを防ぎ資金を安全に保ちます。

Java 関数におけるスレッドの安全性の課題

同時実行の問題

スレッドの同時実行共有データにアクセスすると、競合状態が発生し、データの不整合や予期しない動作が発生する可能性があります。

コード例:

public class NonThreadSafeCounter {
    private int count;

    public void increment() {
        count++; // 线程不安全操作
    }
}

2 つのスレッドが increment() を同時に呼び出すと、次の時点で count## を読み取る可能性があります。同じ時間 # 値を使用して増加すると、不正確な結果が生じます。

可視性の問題

あるスレッドが共有メモリを変更すると、他のスレッドにはその変更が表示されない場合があります。

コード例:

public class VisibilityIssue {
    private boolean done = false;

    public void setDone() {
        done = true; // 可见性问题操作
    }

    public boolean isDone() {
        return done;
    }
}

あるスレッドは

setDone() を呼び出しますが、別のスレッドは isDone() を呼び出します。変更がまだ反映されていないため、false を返します。

解決策

スレッド セーフティの課題を解決するには、次のアプローチを使用できます:

• 相互排他的アクセス: synchronized キーワードや ReentrantLock などの同期メカニズムを使用して、共有データへの相互排他的アクセスを提供します。
• 不変オブジェクト: 不変オブジェクトを使用し、一度作成したら、その後は決して変更しないでください。
• 同時コレクション: ConcurrentHashMap や CopyOnWriteArrayList など、java.util.concurrent ライブラリの同時コレクションを使用します。
• アトミック変数: java.util.concurrent.atomic パッケージのアトミック変数 (AtomicInteger など) を使用します。

実際的なケース

オンライン銀行振込システムを設計する

銀行振込システムでは、口座残高同時アクセスは重要です。適切なスレッド安全対策を講じないと、資金の損失や重複送金が発生する可能性があります。

synchronized キーワードを使用して残高フィールドを保護し、一度に 1 つの転送のみが実行されるようにすることができます:

public class BankAccount {
    private int balance;

    public synchronized void transfer(int amount) {
        balance -= amount;
    }
}

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