JAVA并發(fā)編程模式是指為了在多線程環(huán)境下保證程序正確性而采用的一些編程方式和技巧。在高并發(fā)場景下,保障程序正確性成為了開發(fā)中的重點之一。
一、線程安全實現(xiàn)方式
1、同步代碼塊和同步方法: 同步代碼塊和同步方法是Java中最常用的線程安全實現(xiàn)方式之一。通過在代碼塊或方法上加上synchronized關(guān)鍵字,可以使得多個線程在執(zhí)行時互斥訪問共享資源,避免了對同一個變量的競爭和沖突。但是,這種方式可能會導(dǎo)致線程的阻塞和等待,從而降低程序的運行效率。
2、Lock機(jī)制: Lock機(jī)制是Java中提供的一種替代synchronized關(guān)鍵字的線程同步機(jī)制。通過使用Lock接口提供的各種方法(如lock()、unlock()等),可以對臨界區(qū)進(jìn)行靈活的控制,使得多個線程能夠協(xié)同工作,避免死鎖等問題。但是,Lock機(jī)制的使用需要手動釋放鎖,如果程序出現(xiàn)異常或者其他錯誤,并沒有像synchronized關(guān)鍵字那樣自動釋放鎖,可能會出現(xiàn)死鎖等問題。
3、volatile關(guān)鍵字: volatile關(guān)鍵字可以保證多線程間對該變量的可見性,即一個線程修改了該變量的值,其他線程能夠立即看到修改后的結(jié)果。使用volatile關(guān)鍵字可以避免多個線程在內(nèi)存中訪問同一變量時出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤或者不一致的情況。但是,volatile關(guān)鍵字只能保證可見性,不能保證原子性。
4、原子類: 原子類是一組線程安全的變量,它們的操作都是原子的,即在任何時刻只有一個線程能夠更改這些變量。Java中提供了一些原子類,如AtomicInteger、AtomicReference等,它們都提供了類似于++i和i++的自增和自減操作,并保證了操作的原子性。使用原子類可以避免使用鎖機(jī)制,從而提高程序的運行效率。
5、ThreadLocal: ThreadLocal是一種線程封閉技術(shù),通過將變量與線程關(guān)聯(lián)起來,使得每個線程都擁有自己獨立的變量副本,從而避免了多個線程之間的數(shù)據(jù)交互和沖突。ThreadLocal可以用于實現(xiàn)連接池、緩存和線程上下文等場景,提高程序的性能和可維護(hù)性。
二、線程安全實現(xiàn)方式的選擇
線程安全實現(xiàn)方式的選擇主要取決于以下幾個因素:
1、并發(fā)訪問量: 如果并發(fā)訪問量不高,可以使用synchronized關(guān)鍵字來實現(xiàn)線程安全性。但是,并發(fā)訪問量過高時,則應(yīng)該考慮使用Lock機(jī)制或者原子類等技術(shù)來實現(xiàn)線程安全性。
2、代碼復(fù)雜度: 如果代碼復(fù)雜度較高,可以考慮使用原子類或ThreadLocal等技術(shù)來實現(xiàn)線程安全性。這些技術(shù)可以簡化程序的開發(fā)難度,提高代碼的可維護(hù)性。
3、性能要求: 如果對程序性能有較高的要求,應(yīng)當(dāng)避免使用synchronized關(guān)鍵字和Lock機(jī)制等會引入較大的性能開銷的技術(shù)。相應(yīng)地,應(yīng)采用原子類或者ThreadLocal等技術(shù)來實現(xiàn)線程安全性。
4、數(shù)據(jù)的共享情況: 如果需要多個線程共享一個變量,應(yīng)當(dāng)使用synchronized關(guān)鍵字或者Lock機(jī)制等技術(shù)來實現(xiàn)線程安全性;如果變量是線程封閉的,可以使用ThreadLocal等技術(shù)來實現(xiàn)線程安全性。
總之,選擇適合自己業(yè)務(wù)場景的線程安全手段,是保證程序正確性和提高程序性能的重要步驟。