java语言的线程安全级别

java是支持多线程编程的语言,java中提供了很多类,如果把这些类的实现按照线程安全级别来排序的话,则由强到弱主要可以分为以下几个级别

1 绝对线程安全

在任何环境下,调用者都不需要考虑额外的同步措施,都能够保证程序的正确性。

这个定义要求很严格,java里面满足这个要求的类比较少,对于实现jsr133规范(java内存模型)的jdk(一般指jdk5.0之上),一般的不变类都是满足绝地线程安全的。比如 String,Integer类。一般情况下,定义了如果一个类里面所有字段都是final类型的,一般都认为这个类是不变的。不变类都是绝对线程安全的。

但是下面这个类的定义,就不是绝对安全的。虽然没有办法修改Money类的属性值(反射机制例外),但是在构造构造Money的时候,可能发生并发问题.这个可以参考Java内存模型-jsr133规范介绍里面的例子。

public class Money {

	private int yuan;
	private int fen;

	public Money(int yuan, int fen) {
		this.yuan = yuan;
		this.fen = fen;
	}

	public String formatString() {
		return "" + yuan + "." + fen;
	}
}

2 相对线程安全

在一般情况下,调用者都不需要考虑线程同步,大多数情况下,都能够正常运行。jdk里面大多数类都是相对安全的。最常见的例子是java里面Vector类。记得网上经典的面试问题就是Vertor 和 List的区别,一般情况下都会说Vertor是线程安全的,List是非线程安全的。但是考虑以下情况,一个线程遍历Vector,另外一个线程删除Vector中的一个元素,会导致什么问题?有可能在read方法中抛出ArrayIndexOutOfBoundException

import java.util.Vector;

public class VectorTest {

	private static Vector v = new Vector();

	public static void read() {
		int size = v.size();
		for (int i = 0; i < size; i++) {
			v.get(i);
		}
	}

	public static void delete() {
		if (v.iterator().hasNext()) {
			v.remove(0);
		}
	}
}

3 非线程安全

在多线程环境下,调用者需要考虑同步问题。如果调用者通过额外的同步机制,可以保证线程的安全性。

jdk中,List,Map,DateFormat等对象都是非线程安全的。所以在使用这些对象的时候,都要考虑是否会发生线程安全问题。

4 线程对立

在多线程环境中,无论采用什么样的机制,都无法解决线程安全问题。这种还是极为少见的。比如java.lang.Thread类,提供了suspend,stop,resume方法。

suspend 和 resume 方法可能导致两个线程死锁。

例如 线程A,先锁住关键资源S,然后被线程B suspend,由于资源被A锁住,除非线程A被resume,否则其他线程无法访问S,如果遇到S,则阻塞。 而线程B suspend线程A之后,需要申请关键资源S,获取到S之后,在resume A。此时线程A 和 线程B就由可能导致死锁。

对于stop方法,由于调用stop方法的时候,被stop的线程回释放所有他获得的所有monitor,被monitor保护的资源可能存在一致性问题。其他线程可能看到的对象就可能不一致。