java 线程间共享变量

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Java线程间共享变量

在多线程编程中，线程间共享变量是实现线程间通信和同步的基础。它允许不同线程对同一数据进行访问和修改，使得多个线程可以协作完成特定任务。主要运用的方法包括使用volatile关键字、synchronized块/方法以及java.util.concurrent包下的原子类等。

1. 使用volatile关键字

步骤一：声明共享变量为volatile

通过在定义共享变量时添加volatile关键字，确保了该变量在线程间的可见性和有序性，即当一个线程修改了该变量的值，其他线程能够立即看到最新值，并且对它的写操作不会与其他内存操作重排序。

public class VolatileExample {
    volatile int sharedVariable;

    public void writeValue(int value) {
        this.sharedVariable = value;
    }

    public int readValue() {
        return sharedVariable;
    }
}

2. 使用synchronized同步

步骤二：创建同步代码块或同步方法

synchronized关键字可以保证在同一时刻只有一个线程访问共享变量，避免了并发环境下的数据不一致问题。

public class SynchronizedExample {
    private int sharedVariable;

    public synchronized void setValue(int value) {
        this.sharedVariable = value;
    }

    public synchronized int getValue() {
        return sharedVariable;
    }
}

3. 使用java.util.concurrent.atomic原子类

步骤三：使用原子类进行线程安全的更新

Java的java.util.concurrent.atomic包提供了原子性的类，如AtomicInteger、AtomicLong等，这些类提供的原子操作能够在不加锁的情况下保证线程安全地更新共享变量。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicIntegerExample {
    private AtomicInteger sharedAtomicInteger = new AtomicInteger();

    public void increment() {
        sharedAtomicInteger.incrementAndGet(); // 原子性增加并获取新值
    }

    public int getSharedValue() {
        return sharedAtomicInteger.get();
    }
}

总结与注意事项

• 使用volatile关键字能解决部分简单的线程间同步问题，但它不能保证复合操作（如i++）的原子性。
• synchronized关键字提供互斥机制，确保一次只有一个线程访问共享资源，但过度使用可能会导致性能下降，应合理设计同步策略。
• Java的原子类在很多场景下能提供比synchronized更细粒度的并发控制，且通常有更好的性能表现。

以上三个示例分别展示了如何通过不同的方式在Java中实现线程间共享变量的安全访问和更新。实际开发中应根据具体需求选择合适的方式来管理线程间的共享数据，同时注意避免因并发控制不当导致的数据不一致或其他并发问题。