Java 线程安全详解:定义、常见问题与解决方案

原文来自于:zha-ge.cn/java/68

Java 线程安全详解:定义、常见问题与解决方案

大家好,我又双叒叕来写流水账了。这次说点"老生常谈"的:线程安全。要不是上周现场出Bug让小组猝不及防,我还真不会想把多年踩坑心路写下来。闲话不多说,往下看吧,绝对比《Java 并发编程实战》好消化,起码气氛活跃!

线程安全?等会,这玩意不就是锁吗

有时候刚入行的小伙伴听到"线程安全"三个字,总觉得神神秘秘。其实本质不复杂。来个极简版解释:

  • 线程安全就是并发多线程访问同一资源,不出错/出脏数据
  • 不安全就像:两个人同时写你日记,最后内容全糊了。
  • 线程安全就像:有人守在门口,只准一个人写日记,其他人排队。

天天喊线程安全,实战中最常见"事故"就是数据竞争。比如全局计数器、单例模式、共享集合......全是高发地带。

日常开发,看似平静水面下的"风暴"

先说说我去年翻车的小故事。我们有个在线打卡统计,后台用一个静态Map<LocalDate, Integer>记录每一天的打卡人数:

java 复制代码
private static final Map<LocalDate, Integer> attendanceMap = new HashMap<>();
// 业务代码每次递增
attendanceMap.put(date, attendanceMap.getOrDefault(date, 0) + 1);

图省事直接用HashMap,结果某个早高峰打卡人数突然"倒退",甚至-1......经理还以为库被攻破,搞得人心惶惶。

其实,这种"奇怪数字"80%都跟线程安全有关,不信你加点并发压力测测,轻松复现。

踩坑瞬间

一般人踩线程安全的坑,都可以开个系列:

  • 用普通集合(List、Map)存并发数据。
  • 手写单例模式,结果多线程下new出好几个。
  • 以为synchronized就是万能银弹,却没锁住"该锁的地方"。
  • 不小心把可变数据暴露出去,被别的线程偷偷改了。

说出来都是泪。举个我的现场"名场面"吧:

有次想偷懒,没用并发集合。觉得反正一次只加一,顶多慢点。 结果:

  • 早上打卡9:00,上报人数:56,上升的数字很欢快,偶尔会跳成53。
  • 细查日志,两个线程几乎同时读出老值,然后都+1再覆写------等于有一票白打。

最当场出糗是历史数据莫名倒退,用户一脸懵:"我明明刷了脸,怎么又少一个?"

三板斧破局:让线程安全落地

后来当然开始猛补线程安全姿势。总结下来,其实可用的套路就几个:

  • 换用"并发安全类":ConcurrentHashMapCopyOnWriteArrayList等。
  • 关键路径加synchronized,不嫌慢的就全锁住。
  • 原子操作搞定数值型,比如 AtomicInteger
  • 操作时「不变式」也要守,比如不在多个步骤拆开操作。

比如把上面的计数器改成这样:

java 复制代码
private static final ConcurrentMap<LocalDate, AtomicInteger> attendanceMap = new ConcurrentHashMap<>();
attendanceMap.computeIfAbsent(date, d -> new AtomicInteger(0)).incrementAndGet();

一行解决竞争,后面就很少再出诡异数字了。

经验启示

写半天,发现老道理还是那套:

  • 宁滥勿缺:不确定是否线程安全,先查文档 or 用并发类/锁,甭心疼几行代码。
  • 可变状态最危险:别随便让对象在多线程下可写,哪怕"只加一行"都容易炸。
  • 集合类优先并发版:99%的坑都能规避,别贪那几微秒性能。
  • 多线程下,所有假设都要怀疑:面试吹牛说"线程安全",实战就埋着坑------光修Bug都忙不过来。

最后,送大家一句程序员朋友圈名言:

"真正的并发Bug不会在本地出现,也不是今天立马炸,是六个月后,半夜,老板睡觉前......"

收个尾,线程安全问题其实随处见,别觉得老生常谈,真玩多线程的时候,坑永远比你想象的深。祝大家多写代码少掉头发,实在踩坑主动总结,比什么教程都顶用。

完!

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