多線程系統中如何使用靜態變量?
總的結論:java是線程安全的,即對任何方法(包括靜態方法)都可以不考慮線程沖突,但有一個前提,就是不能存在全局變量。如果存在全局變量,則需要使用同步機制。
如下通過一組對比例子從頭講解:
在多線程中使用靜態方法會發生什么事?也就是說多線程訪問同一個類的static靜態方法會發生什么事?是否會發生線程安全問題?
public class Test {
public static void operation(){
// ... do something
}
}
事實證明只要在靜態函數中沒有處理多線程共享數據,就不存在著多線程訪問同一個靜態方法會出現資源沖突的問題。下面看一個例子:
public class StaticThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
StaticAction.print();
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread(new StaticThread()).start();
}
}
}
public class StaticAction {
public static int i = 0;
public static void print() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print("step " + i + " is running.");
sum += i;
}
if (sum != 45) {
System.out.println("Thread error!");
System.exit(0);
}
System.out.println("sum is " + sum);
}
}
實際執行的結果顯示各個線程對靜態方法的訪問是交叉執行的,但是這并不影響各個線程靜態方法print()中sum值的計算。也就是說,在此過程中沒有使用全局變量的靜態方法在多線程中是安全的,靜態方法是否引起線程安全問題主要看該靜態方法是否對全局變量(靜態變量static member)進行修改操作。
在多線程中使用同一個靜態方法時,每個線程使用各自的實例字段(instance field)的副本,而共享一個靜態字段(static field)。所以說,如果該靜態方法不去操作一個靜態成員,只在方法內部使用實例字段(instance field),不會引起安全性問題。
但是,如果該靜態方法操作了一個靜態變量,則需要靜態方法中采用互斥訪問的方式進行安全處理。我們來看一下沒有使用互斥訪問的話會產生怎樣的問題:public class StaticAction {
public static int i = 0;
public static void incValue() {
int temp = StaticAction.i;
try {
Thread.sleep(1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
temp++;
StaticAction.i = temp;
}
}