Java 线程全和共享资源

代码被多线程同时的调用是安全的称之为线程安全。如果一段代码是线程安全的，那么它就不包含竞态条件。竞态条件只是发生在多线程更新共享资源的时候。因此知道Java线程什么时间执行共享的资源是重要的。

局部变量

局部变量存储在每一个线程自己的栈中。那就意味着局部变量在线程之间不会共享。那也意味着所有的局部原始变量是线程安全的。这里有一个例子：

public void someMethod(){

  long threadSafeInt = 0;

  threadSafeInt++;
}

局部对象引用

对于对象的局部引用是有点不同的。这个引用本身是不会共享的。然而，这个对象的引用是不能存储在每一个线程的栈中。所有的对象都存储在共享的堆中。

如果局部创建的对象没有逸出它创建的方法，它是线程安全的。事实上你也可以把他传递给其他的方法，并且只要传递的这个对象的它的方法对于其他的线程是不可用的。

这里有一个例子:

public void someMethod(){

  LocalObject localObject = new LocalObject();

  localObject.callMethod();
  method2(localObject);
}

public void method2(LocalObject localObject){
  localObject.setValue("value");
}

在这个例子中的LocalObject实例不能从这个方法中返回，也不能传递给其他的对象。那个从someMethod方法的外部是可以访问的。每一个执行someMethod方法的线程将会创建它自己的LocalObject实例，以及把它分配给localObject引用。因此这种使用是线程安全的。

事实上，这整个someMethod方法是线程安全的。甚至如果这个localObject实例被作为参数传递给相同类的其他方法，或者其他的类，它是线程安全的使用。

当然，唯一的异常，如果这些方法中的一个使用LocalObject作为参数调用，在某种程度上存储LocalObject实例，允许来自其他线程的访问。

对象成员变量

对象成员变量（字段）连同对象一起存储在堆上。因此，如果两个线程调用相同对象实例的一个方法，以及这个方法更新对象成员变量，整个方法就不是线程安全的。这里有一个例子：

public class NotThreadSafe{
    StringBuilder builder = new StringBuilder();

    public add(String text){
        this.builder.append(text);
    }
}

如果两个线程在相同的NotThreadSafe实例上同时的调用add方法，它就会导致竞态条件。例如：

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");
  }
}

注意这两个MyRunnable实例是怎么样分享相同的NotThreadSafe实例的。因此，当他们调用add方法的时候会导致竞态条件。

然而，如果两个线程在不同的实例上同时的调用add方法，它就不会导致竞态条件。这里是来自于之前的例子，稍微有些修改：

new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();
new Thread(new MyRunnable(new NotThreadSafe())).start();

现在每一个线程都有一个他们自己的NotThreadSafe实例了，以至于他们调用这个add方法不会互相干扰。这个代码不带有竞态条件。以至于，甚至一个对象不是线程安全的，它仍然可以用这种方式使用不会导致竞态条件。

线程控制溢出规则

当尝试决定是否你的代码对某个资源访问是线程安全的时候，你可以使用下列规则：

If a resource is created, used and disposed within
the control of the same thread,
and never escapes the control of this thread,
the use of that resource is thread safe.

资源可以是任何共享的资源，像一个对象，数组，文件，数据库连接，套接字等等。在Java中，你不能总是明确的销毁对象，以至于“销毁的”意味着对象丢失或者空的引用。

甚至如果一个对象的使用是线程安全的，如果那个对象指向了一个共享的资源像一个文件或者数据库，你的应用作为一个整体可能就不是线程安全的了。例如，如果线程1和线程2各自创建他们自己的数据库连接，连接1和连接2，每一个他们自己的连接使用是线程安全的。但是这个连接指向的数据库的使用可能就不是线程安全的。例如，如果两个线程执行像这样的代码：

check if record X exists
if not, insert record X

如果两个线程同时执行这个，以及他们正在检查的这个记录X放生在相同的记录上，这里就有一个风险，他们都会最终已插入而结束。如下所示：

Thread 1 checks if record X exists. Result = no
Thread 2 checks if record X exists. Result = no
Thread 1 inserts record X
Thread 2 inserts record X

这个也会发生在操作在文件或者其他的共享资源的线程上。因此去区分被一个线程控制的对象是否是一个资源，或者仅仅是这个资源（像数据库连接）的引用是重要的。

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