Java并发--线程安全策略

 

 

1 不可变对象

用不可变对象保证线程安全，是相当于不让线程并发，逃避了并发。

不可变对象就是指一个类的实例化对象不可变。比如String类的实例

主要方法有：

　　将类声明为final

　　将所有成员声明为 private

　　对变量不提供 set 方法，将所有可变成员声明为 final，只能赋值一次，通过构造器初始化所有成员，进行深度拷贝

　　在 get 方法中不直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝。

final关键字

一个类的private方法会隐式的指定为final方法

 final还可以修饰方法的参数，表示该参数在方法中使用时不可以修改。

这里需要注意的是，final修饰的引用数据类型中其内部数据还是可以被修改的，比如一个final修饰的map，有数据<1,3>，可以被修改为<1,2>，所以并不是线程安全的。需要进行解决。

Collections.unmodifiableXXX 系列方法，可以解决上述问题，它可以将输入的引用对象变为不可变对象，内部也是不可变的

Guava:ImmutableXXX系列方法也可以达到相同的效果

2 线程封闭

把对象封装到一个线程中，只有这一个线程可以看到这个对象，那么这个对象就不用考虑线程安全问题。

下面用例子演示ThreadLocal的使用：

参考博客：面试官再问你 ThreadLocal，你就这样“怼”回去！

　　ThreadLocal实现里使用Map来保存的，Key保存线程id，value保存数据。

　　假设一个常见的用法，也就是前端往后端传递数据，比如一个用户数据，可能需要从Controller传到Service甚至传到Dao层，多次传递容易出现问题。我们可以利用ThreadLocal + Filter的方式，将数据在交给Controller处理前就保存下来，需要使用的时候进行获取，使用完释放。具体代码：

首先是保存有ThreadLocal的一个类，用以数据的添加、获取和移除

public class RequestHolder {
    private final static ThreadLocal<Long> requestHolder = new ThreadLocal<>();
    // 保存数据
    public static void add(Long id) {
        requestHolder.set(id);
    }

    // 获取数据
    public static Long getId() {
        return requestHolder.get();
    }

    // 移除资源
    public static void remove() {
        requestHolder.remove();
    }
}

然后是编写Filter和Inteceptor

@Slf4j
public class HttpFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest)servletRequest;
        log.info("Filter执行，添加线程id:{}到ThreadLocal，请求是{}", Thread.currentThread().getId(), request.getServletPath());
        RequestHolder.add(Thread.currentThread().getId());
        filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}

public class HttpInteceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        log.info("preHandle执行");
        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        log.info("afterCompletion执行");
        RequestHolder.remove();
        return;
    }
}

注册Filter和Inteceptor

@SpringBootApplication
public class ConcurrencyApplication extends WebMvcConfigurerAdapter {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConcurrencyApplication.class, args);
    }

    /**
     * 将自己实现的Filter进行注册
     * 需要添加Filter实现类，对应url等信息
     * @return
     */
    @Bean
    public FilterRegistrationBean httpFilter() {
        FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean();
        // 添加实现类
        filterRegistrationBean.setFilter(new HttpFilter());
        // 添加url
        filterRegistrationBean.addUrlPatterns("/threadLocal/*");
        return filterRegistrationBean;
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new HttpInteceptor()).addPathPatterns("/**");
    }
}

最后编写测试所用Controller

@RestController
@RequestMapping("/threadLocal")
public class ThreadLocalController {

    @RequestMapping("/test")
    public Long test() {
        return RequestHolder.getId();
    }
}

3 线程不安全类和写法

一些常见的线程不安全类及其解决方法

1）StringBuilder（线程不安全，单线程推荐使用，效率高） 和 StringBuffer（线程安全，多线程使用）

2）SimpleDateFormat 线程不安全，参考博客：https://blog.csdn.net/csdn_ds/article/details/72984646

使用jodaTime(线程安全)

3）ArrayList、HashSet、HashMap等集合是 线程不安全的

4 同步容器

对集合进行遍历操作是不要做删除操作

5 并发容器 J.U.C

上面提到的同步容器，可以一定程度上保证线程安全，但还是会出现线程不安全的情况，所以出现了并发容器

1）ArrayList ---> J.U.C中的 CopyOnWriteArrayList .该类在更新操作的时候会加锁，然后先复制一份原来的List，再添加元素，然后重新赋值回原来的。 适合于list元素少，读多于写

2）

3）