Java並行程式設計中的線程安全是什麼？如何實現？

Java中的執行緒安全性是指多執行緒環境中程式碼的正確訪問，防止並發問題。實作執行緒安全的幾種方法有：同步程式碼區塊：使用synchronized關鍵字標記程式碼，一次只允許一個執行緒存取。互斥鎖：使用Lock物件鎖定程式碼段，確保一次只有一個執行緒可存取。原子變數：使用原子變數（如AtomicInteger）保存值，對值的更新是原子性的。不可變對象：使用不可變對象，因為它們不可修改，不需要同步。

Java並行程式設計中的執行緒安全性

在多執行緒環境中，執行緒安全性是指程式碼能夠被多個執行緒同時存取而不產生錯誤或不一致的結果。實現線程安全對於防止並發問題至關重要。

如何實作執行緒安全性

有幾種方法可以實作執行緒安全性：

• 同步程式碼區塊：使用synchronized關鍵字將程式碼區塊標記為一次只能被一個執行緒存取。
• 互斥鎖（Lock）：使用Lock物件鎖定程式碼片段，確保一次只有一個執行緒可以存取它。
• 原子變數：使用原子變數（如AtomicInteger）來保存值，並且對值的更新操作是原子性的，即要麼全部執行，要麼全部不執行。
• 不可變對象：使用不可變對象，因為它們不能被修改，因此不需要額外的同步機制。

實戰案例

考慮一個類別Counter，它有一個整數欄位count#。我們需要實作一個執行緒安全的increment方法來遞增這個欄位。

不安全的實作：

public class Counter {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        count++;
    }
}

這個實作不是執行緒安全的，因為多個執行緒可以同時存取count字段，並且可能產生不一致的結果。

安全的實作（使用同步區塊）：

public class Counter {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        synchronized (this) {
            count++;
        }
    }
}

使用同步區塊將increment方法標記為一次只能被一個執行緒存取。

安全的實作（使用原子變數）：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }
}

#AtomicInteger提供了一個原子性的incrementAndGet操作，它會在單一步驟中遞增計數器並傳回更新後的值。

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