5个步骤，教你瞬间明白线程和线程安全("5步轻松掌握：快速理解线程及线程安全要点")

一、什么是线程？

线程，有时被称为轻量级进程（Lightweight Process），是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。线程自身不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器和栈），但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。

二、线程的创建与运行

下面通过一个单纯的Java示例来展示怎样创建和运行线程。

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("线程运行中...");
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread();
        t.start();
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个名为MyThread的类，它继承自Thread类。在run方法中，我们定义了线程要执行的操作。在main方法中，我们创建了MyThread的实例，并调用了start方法来启动线程。

三、线程稳固的概念

线程稳固是指一个程序在多线程环境下运行时，其操作是正确的，不会出现数据不一致或者死锁等问题。线程稳固问题通常出现在多个线程访问共享资源时，如果不同步这些访问，就也许引起不可预测的导致。

四、线程稳固问题的原因

线程稳固问题通常由以下几个原因引起：

• 共享资源：多个线程同时读写同一资源。
• 竞态条件：多个线程同时修改同一数据，引起导致不确定。
• 死锁：多个线程二者之间等待对方释放资源，引起都无法继续执行。
• 饥饿：线程出于资源不足而无法执行。

五、确保线程稳固的五种方法

1. 使用同步代码块

同步代码块可以确保同一时刻只有一个线程可以访问某个资源。

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 同步代码块
}

或者

public void method() {
    synchronized(this) {
        // 同步代码块
    }
}

2. 使用ReentrantLock

ReentrantLock是Java中的一个显示锁，提供了比synchronized更灵活的锁定操作。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class LockDemo {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void lockedMethod() {
        lock.lock();
        try {
            // 保护的代码块
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

3. 使用原子变量

Java提供了一系列原子变量类，如AtomicInteger、AtomicLong等，这些类利用了底层硬件的原子操作，确保了操作的原子性。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class AtomicDemo {
    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
    public void increment() {
        atomicInteger.incrementAndGet();
    }
}

4. 使用线程稳固集合

Java的java.util.concurrent包中提供了一系列线程稳固的集合，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ConcurrentMapDemo {
    private ConcurrentHashMap concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
    public void put(String key, String value) {
        {
        concurrentMap.put(key, value);
    }
    public String get(String key) {
        return concurrentMap.get(key);
    }
}

5. 使用线程局部存储

线程局部存储（ThreadLocal）为每个线程提供了一个自由的变量副本，从而避免了共享。

public class ThreadLocalDemo {
    private static final ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal<>();
    public void set(String value) {
        threadLocal.set(value);
    }
    public String get() {
        return threadLocal.get();
    }
}

通过以上五个步骤，你可以迅捷明白和掌握线程以及线程稳固的基本概念和实现方法。在实际开发中，正确使用线程和线程稳固机制是确保程序稳定运行的关键。

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