深入理解Java多线程安全：实例与代码解析

"本文是Java多线程实例详解系列的第三部分，主要探讨Java中的线程安全问题。作者通过一个实际的银行账户系统为例，展示了如何在多线程环境中确保数据的一致性和完整性。在这个示例中，`ThreadTest` 类创建了两个 `DrawMoneyRunnable` 实例，每个线程代表一个客户尝试提取一定金额的现金。关键点在于`Account`类，它是共享资源，需要在并发访问时保证线程安全。 1. **线程安全问题**： 在多线程编程中，如果没有适当的同步措施，可能会导致数据竞争（Data Race）问题。例如，当两个线程同时尝试更新`Account`类的`balance`属性时，可能会导致一个线程读取到另一个线程未完成更新的值，从而引发数据不一致。这种情况下，`getBalance()`和`setBalance()`方法需要确保在同一时间只有一个线程能执行。 2. **Java的synchronized关键字**： 为了防止这种情况，作者可以使用`synchronized`关键字来控制对`Account`类方法的访问。例如，将`run()`方法加上`synchronized`，使得同一时间只有一个线程可以调用该方法，从而保证了对`balance`的修改操作是原子的： ```java public synchronized void run() { if (account.getBalance() >= drawAmount) { // ... } } ``` 3. **可重入锁（Reentrant Lock）**： Java还提供了更灵活的锁机制，如`java.util.concurrent.locks.ReentrantLock`，它允许线程在获取锁后被中断，这对于某些场景更为适用。如果要避免死锁，可以考虑使用条件变量（Condition）配合使用。 4. **并发工具类**： Java并发库提供了诸如`java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList`等数据结构，它们在多线程环境下天然支持线程安全的读操作，但写操作需要创建新的实例。这在处理大量读写操作时可以提高性能。 5. **volatile关键字**： 如果`balance`不需要锁定整个对象，而是仅需要在多个线程间保持可见性，可以使用`volatile`关键字。这会保证所有线程看到的`balance`都是最新值，即使在多线程环境下，不会出现缓存一致性问题。 6. **线程池和任务调度**： 为了避免频繁创建新线程，通常会使用线程池（如`ExecutorService`或`ThreadPoolExecutor`）来管理任务，这样可以更好地控制线程的数量和执行顺序，降低资源消耗。 通过这个例子，读者可以学习到如何在Java中识别和解决线程安全问题，以及如何选择合适的同步机制来保证数据一致性。理解这些概念对于编写高并发、健壮的多线程程序至关重要。