Java 函数线程安全性的常见陷阱

java 常见的线程安全陷阱包括：竞争条件：当多个线程共享变量时，结果依赖于执行顺序，可能导致不正确的值。共享对象的不可变性：即使对象不可变，其内部状态也可能依赖于内存地址，导致并发访问时出现问题。同步块：使用 synchronized 一次只允许一个线程执行代码块来控制共享变量的访问。即使在并发环境中，原子变量类：原子变量保证了读写操作的原子性。

Java 函数线程安全的常见陷阱

当多个线程同时访问共享变量时，可能会导致线程安全问题。 Java 有一些常见的陷阱需要注意：

1. 竞态条件

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当多个线程争用相同的共享变量时，结果取决于线程执行的顺序。例如：

private int counter = 0;

public int increment() {
    return ++counter;
}

若同时调用多个线程 increment() 方法，则 counter 最终值可能不正确。

2. 共享对象的不可变性

如果一个对象在创建后不能修改，它可以自然地保持线程安全。然而，并非所有不可变的对象都是线程安全的。例如，String 虽然对象不可变，但它的对象 hashCode() 该方法取决于对象的内存地址，这可能会导致并发访问中的问题。

3. 同步块

同步块使用 synchronized 控制共享变量访问的关键字，确保代码块同时只能执行一个线程。例如：

public synchronized int increment() {
    return ++counter;
}

4. 原子变量类

Java 提供了 AtomicInteger 即使在并发环境中，等原子变量类也能保证读写操作是原子。例如：

private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

public int increment() {
    return counter.incrementAndGet();
}

实战案例

考虑以下情况：有一个共享计数器，多线程并发读取和增加计数器。如果不注意线程安全，可能会导致计数不正确。

// 不安全的线程计数器
public class Counter {
    private int count = 0;

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void increment() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 创建共享的计数器对象
        Counter counter = new Counter();

        // 创建和启动多个线程并访问计数器
        int numThreads = 100;
        Thread[] threads = new Thread[numThreads];
        for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    counter.increment();
                }
            });
            threads[i].start();
        }

        // 等待所有线程完成
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }

        // 打印最终计数器值
        System.out.println("最终计数器值：" + counter.getCount());
    }
}

由于线程之间的并发访问导致竞态条件，运行此代码可能导致最终计数器值低于预期。

要解决这个问题，可以使用同步块或原子变量类。通过 increment() 方法声明为 synchronized 或使用 AtomicInteger 替换 count 变量可以保证同时只有一个线程可以修改计数器。

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