这8种保证线程安全的技术你都知道吗？

并发状况下如何保证数据安全，一直都是开发人员天天都要面对的问题，稍不注意就会出现数据异常，形成不可挽回的结果。笔者根据本身的实际开发经验，总结了下面几种保证数据安全的技术手段：

1. 无状态
2. 不可变
3. 安全的发布
4. volatile
5. synchronized
6. lock
7. cas
8. threadlocal

一.无状态

咱们都知道只有多个线程访问公共资源的时候，才可能出现数据安全问题，那么若是咱们没有公共资源，是否是就没有这个问题呢？

public class NoStatusService {

    public void add(String status) {
        System.out.println("add status:" + status);
    }

    public void update(String status) {
        System.out.println("update status:" + status);
    }
}

二.不可变

若是多个线程访问公共资源是不可变的，也不会出现数据的安全性问题。

public class NoChangeService {

    public static final String DEFAULT_NAME = "abc";

    public void add(String status) {
        System.out.println("add status:" + status);
    }
}

三.安全的发布

若是类中有公共资源，可是没有对外开放访问权限，即对外安全发布，也没有线程安全问题

public class SafePublishService {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void add(String status) {
        System.out.println("add status:" + status);
    }
}

四.volatile

若是有些公共资源只是一个开关，只要求可见性，不要求原子性，这样能够用volidate关键字定义来解决问题。

public class FlagService {

    public volatile boolean flag = false;


    public void change() {
        if (flag) {
            System.out.println("return");
            return;
        }
        flag = true;
        System.out.println("change");
    }
}

五.synchronized

使用JDK内部提供的同步机制，这也是使用比较多的手段，分为：方法同步 和 代码块同步，咱们优先使用代码块同步，由于方法同步的范围更大，更消耗性能。每一个对象内部都又一把锁，只有抢答那把锁的线程，才能进入代码块里，代码块执行完以后，会自动释放锁。

public class SyncService {

    private int age = 1;

    public synchronized void add(int i) {
        age = age + i;
        System.out.println("age:" + age);
    }

    public void update(int i) {
        synchronized (this) {
            age = age + i;
            System.out.println("age:" + age);
        }
    }
}

六.lock

除了使用synchronized关键字实现同步功能以外，JDK还提供了lock显示锁的方式。它包含：可重入锁、读写锁 等更多更强大的功能，有个小问题就是须要手动释放锁，不过在编码时提供了更多的灵活性。

public class LockService {
    private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

    public int age = 1;


    public void add(int i) {
        try {
            reentrantLock.lock();
            age = age + i;
            System.out.println("age:" + age);
        } finally {
            reentrantLock.unlock();
        }
    }
}

七.cas

JDK除了使用锁的机制解决多线程状况下数据安全问题以外，还提供了cas机制。这种机制是使用CPU中比较和交换指令的原子性，JDK里面是经过Unsafe类实现的。cas须要四个值：旧数据、指望数据、新数据 和 地址，比较旧数据 和 指望的数据若是同样的话，就把旧数据改为新数据，当前线程不断自旋，一直到成功为止。不过可能会出现aba问题，须要使用AtomicStampedReference增长版本号解决。其实，实际工做中不多直接使用Unsafe类的，通常用atomic包下面的类便可。

public class AtomicService {

    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();


    public int add(int i) {
        return atomicInteger.getAndAdd(i);
    }
}

八.threadlocal

除了上面几种解决思路以外，JDK还提供了另一种用空间换时间的新思路：threadlocal。它的核心思想是：共享变量在每一个线程都有一个副本，每一个线程操做的都是本身的副本，对另外的线程没有影响。特别注意，使用threadlocal时，使用完以后，要记得调用remove方法，否则可能会出现内存泄露问题。

public class ThreadLocalService {

    private ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();


    public void add(int i) {
        Integer integer = threadLocal.get();
        threadLocal.set(integer == null ? 0 : integer + i);
    }
}

总结

本文介绍了8种多线程状况下保证数据安全的技术手段，固然实际工做中可能会有其余。技术没有好坏之分，主要是看使用的场景，须要在不一样的场景下使用不一样的技术。