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java 如何实现线程安全

2026-02-05 07:53:46Java

线程安全的基本概念

线程安全指多线程环境下，程序能正确处理共享资源，避免数据竞争和不一致。Java中实现线程安全的方法多样，需根据场景选择合适方案。

使用`synchronized`关键字

synchronized可修饰方法或代码块，确保同一时间仅一个线程访问共享资源。

// 同步方法
public synchronized void increment() {
    count++;
}

// 同步代码块
public void increment() {
    synchronized(this) {
        count++;
    }
}

使用`volatile`关键字

volatile保证变量的可见性，避免线程缓存旧值，但不保证原子性。适用于单写多读场景。

java 如何实现线程安全

private volatile boolean flag = false;

使用`java.util.concurrent`包中的原子类

原子类（如AtomicInteger）通过CAS（Compare-And-Swap）实现无锁线程安全操作。

private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
    counter.incrementAndGet();
}

使用锁机制（`ReentrantLock`）

ReentrantLock提供更灵活的锁控制，支持公平锁、可中断锁等特性。

java 如何实现线程安全

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void update() {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

使用线程安全集合

Java提供ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等线程安全集合类。

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("key", 1);

不可变对象

通过设计不可变类（如String）避免线程同步问题。所有字段设为final，不暴露修改方法。

public final class ImmutableValue {
    private final int value;
    public ImmutableValue(int value) {
        this.value = value;
    }
    public int getValue() {
        return value;
    }
}

使用`ThreadLocal`

ThreadLocal为每个线程创建独立的变量副本，避免共享资源竞争。

private ThreadLocal<Integer> threadLocalCount = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

public void increment() {
    threadLocalCount.set(threadLocalCount.get() + 1);
}