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你管这叫“线程安全”?

开发技术 开发技术 2周前 (04-30) 7次浏览

来来来,面试八股文? 今天我们从什么叫”线程安全”聊起?

今日份的干粮:

  1. 什么叫线程安全?
  2. 线程安全与变量的关系?
    • 变量又与堆/栈/静态存储区有密切关系

什么叫线程安全?

我们以常见的一行代码i++ ,i-- 为例, 计算机的操作姿势可能与你想象的不一样。

在大多数计算机中, 给变量自增并不是原子操作, 需要下面三步:
① 将变量值加载进寄存器
② 寄存器自增/自减值
③ 将寄存器值加载回原变量

多线程环境下,如果你不使用一些原子锁操作:
线程A ( i++ )可能只执行了前面两步后,之后CPU轮询切换到其他线程或者线程A被抢占CPU; 线程B ( i-- )欻欻执行完所有的三步;

当线程A重新获得CPU,执行第三步, 一下子影响了线程B的执行预期。

你管这叫“线程安全”?

上图栩栩如生、动静相宜地描述了 啥叫线程安全,这就是线程不安全! ☹️

你能遇到的问题,在平台这里都不叫问题。
上面的问题可以使用原子锁Interlockedhttps://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.interlocked?view=net-5.0。

更多的关于线程安全的八股文 (请看这个,这个我面试腾讯考过,这个题目O了(https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/11765397.html))

线程安全? #变量#

线程安全的着力点,或者说问题的出发点是变量

栈区(stack) 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数、局部变量
堆区(heap) 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序可能不定时回收
全局区(静态区)(static) 全局变量和静态变量的存储是放在一块的,程序结束后系统释放
文字常量区 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
程序代码区 存放函数体的二进制代码
using System;
public class StaticTest
{
    static int count;
    int number;

    public StaticTest()
    {
        count = count + 1;
        number = count;
    }

    public void display()
    {
       Console.WriteLine("object={0}:count={1}", number, count); 
    }
}

class MainTest
{
    public static void Main()
    {
        StaticTest a = new StaticTest();
        a.display();
    }
}

你管这叫“线程安全”?

  • 不要认为number是值类型,就存储在栈区
  • 引用类型的值指向堆区(引用), 引用的值通常是32位或64位整形
  • 局部变量的值存储在栈区

1. 静态成员:线程非安全

类的静态变量即类变量,位于全局区(静态区),为所有对象共享,一旦静态变量被修改,其他对象对修改均可见,故线程非安全。

2.实例成员:单例模式(只有一个对象实例存在)线程非安全,非单例线程安全。

类的实例成员(非静态成员)为实例所有,在堆中分配,若在系统中只存在一个此类实例,在多线程环境下,“犹如”静态变量那样,被某个线程修改后,其他线程对修改均可见,故线程非安全;

如果每个线程执行都是使用不同对象,那实例成员的修改将互不影响,故线程安全。

3. 局部变量:线程安全

每个线程执行时将会把局部变量放在各自栈帧的工作内存中,线程间不共享,故不存在线程安全问题。


程序员灯塔
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