本文共 1757 字，大约阅读时间需要 5 分钟。

什么是线程安全性

当多个线程访问某个类时，如果不管线程调用的方式或执行顺序，并且主调代码中不需要额外的同步或协同，类能够正确运行，那么这个类就是线程安全的。无状态对象天然就是线程安全的，例如Servlet。

原子性

线程安全的核心需求之一是原子性。

竞争条件

竞争条件是由于不恰当的执行顺序导致不正确结果的情形。 例如，“先检查后执行”的操作，比如延迟初始化： ```javaif(instance == null) { instance = new SomeObject();}```此外，“读取-修改-写入”操作可能导致竞争条件，因为结果依赖于状态，例如递增运算： ```javalong count = 0;count++;```

复合操作

复合操作是指一组互为原子操作的操作集合。为了确保线程安全性，需要将所有涉及同一状态的操作进行原子处理。例如，使用`AtomicLong`来保证递增运算的原子性： ```javaAtomicLong count = new AtomicLong(0);count.incrementAndGet();```

加锁机制

在Java中，通过加锁的方式来维护线程安全性。内置锁是实现这一目的的核心工具。

内置锁

通过`syncronized`关键字修饰的方法或代码块实现原子操作。例如，最简单的`syncronized`方法： ```javapublic synchronized void doSomeWork() { // ...}``` 其中，`syncronized`表示方法内部的代码块是原子操作，整个方法会自动协调线程进入该代码块。

可重入锁

内置锁是可重入的，这意味着同一线程可以多次获得同一锁。这种粒度的锁设计使并发编程更加简便。例如： ```javapublic class LoggingWidget extends Widget { public synchronized void doSomething() { super.doSomething(); // 可重入防止死锁 }}```

用锁保护可变的状态

对于共享多个线程访问的可变状态变量，需要在所有访问代码块中都持有同一个锁，以确保数据的一致性。例如：

活跃性与性能考量

粗粒度的锁会导致活跃性问题，但细化锁的使用可以平衡安全性与性能。例如，在改进后的 Servlet 规划中移除不必要的同步，仅对关键状态进行保护：

public class CachedFactorizer implements Servlet {    @GuardedBy("this") private BigInteger lastNumber;    @GuardedBy("this") private BigInteger[] lastFactors;    public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp) {        BigInteger i = extractFromRequest(req);        BigInteger[] factors = null;                synchronized (this) {            if (i.equals(lastNumber)) {                factors = lastFactors.clone();            }        }                if (factors == null) {            synchronized (this) {                lastNumber = i;                lastFactors = factors.clone();            }        }                encodeIntoResponse(resp, factors);    }}

通过这种方式，可以最大限度地减少锁等时间，同时仍然保证线程安全性。这是优化并发 Servlet 编程中的常见方法。

转载地址：http://waisz.baihongyu.com/