线程安全与同步

Question

我是java新手。我有点混淆了线程安全和同步。线程安全意味着一个方法或类实例可以被多个线程同时使用，而不会出现任何问题。其中同步意味着一次只能有一个线程运行。

那么它们是如何相互关联的呢？

Answer 1

线程安全：线程安全程序保护其数据不受内存一致性错误的影响。在高度多线程程序中，线程安全程序不会对共享数据（对象）的多个线程的多个读/写操作产生任何副作用。不同的线程可以共享和修改对象数据，而不会出现一致性错误。

synchronized是实现线程安全代码的一种基本方法。

有关更多详细信息，请参阅以下 SE 问题：

“同步”是什么意思？

您可以通过使用高级并发API实现线程安全。本文档页提供了实现线程安全的良好编程结构。

锁定对象支持简化许多并发应用程序的锁定习惯用法。

并发收集使得管理大型数据集合变得更加容易，并且可以极大地减少对同步的需求。

原子变量具有最小化同步和帮助避免内存一致性错误的特性。

线程本地随机（在 JDK 7 中）提供从多个线程高效生成伪随机数的功能。

有关其他编程结构，请参考java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic包。

相关 SE 问题：

同步与锁定

Answer 2

线程安全是程序需要的行为，其中< code>synchronized块帮助您实现该行为。还有其他获得线程安全的方法，例如不可变的类/对象。希望这有所帮助。

Answer 3

实践中Java并发给出的线程安全的定义是:

如果从多个线程访问一个类时，该类的行为正确，则该类是线程安全的，而不管运行时环境对这些线程的执行的调度或交错，并且调用代码方面没有额外的同步或其他协调。

例如，java.text.SimpleDateFormat对象具有内部可变状态，当调用解析或格式化的方法时，该状态会被修改。如果多个线程调用同一个dateformat对象的方法，则一个线程可能会修改其他线程所需的状态，结果是某些线程获得的结果可能是错误的。内部状态损坏导致错误输出的可能性使该类不是线程安全的。

有多种方法可以解决此问题。您可以让应用程序中需要简单日期格式对象的每个位置在每次需要时实例化一个新对象，您可以创建一个包含简单日期格式对象的 ThreadLocal，以便程序的每个线程都可以访问自己的副本（因此每个线程只需要创建一个），您可以使用不保留状态的简单日期格式的替代方法， 或者，您可以使用 synced 执行锁定，以便一次只有一个线程可以访问 dateFormat 对象。

锁定不一定是最佳方法，最好尽可能避免共享可变状态。这就是为什么在Java 8中他们引入了一个不保持可变状态的日期格式化程序。

< code>synchronized关键字是限制访问方法或代码块的一种方式，这样线程不安全的数据就不会被破坏。此关键字通过要求线程在进入方法或块之前必须获得对特定锁(如果synchronized位于实例方法上，则为对象实例；如果synchronized位于静态方法上，则为类实例；如果使用synchronized块，则为指定锁)的独占访问权来保护方法或块，同时提供内存可见性，以便线程不会看到过时数据。