Java线程安全与非线程安全解析
arraylist和vector有什么区别？hashmap和hashtable有什么区别？stringbuilder和stringbuffer有什么区别？这些都是java面试中常见的基础问题。面对这样的问题，回答是：arraylist是非线程安全的，vector是线程安全的；hashmap是非线程安全的，hashtable是线程安全的；stringbuilder是非线程安全的，stringbuffer是线程安全的。因为这是昨晚刚背的《java面试题大全》上面写的。此时如果继续问：什么是线程安全？线程安全和非线程安全有什么区别？分别在什么情况下使用？这样一连串的问题，一口老血就喷出来了…
非线程安全的现象模拟
这里就使用arraylist和vector二者来说明。
下面的代码，在主线程中new了一个非线程安全的arraylist，然后开1000个线程分别向这个arraylist里面添加元素，每个线程添加100个元素，等所有线程执行完成后，这个arraylist的size应该是多少？应该是100000个？
public class main
{
public static void main(string[] args)
{
// 进行10次测试
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
test();
}
}
public static void test()
{
// 用来测试的list
list<object> list = new arraylist<object>();
// 线程数量(1000)
int threadcount = 1000;
// 用来让主线程等待threadcount个子线程执行完毕
countdownlatch countdownlatch = new countdownlatch(threadcount);
// 启动threadcount个子线程
for(int i = 0; i < threadcount; i++)
{
thread thread = new thread(new mythread(list, countdownlatch));
thread.start();
}
try
{
// 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行
countdownlatch.await();
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
// list的size
system.out.println(list.size());
}
}
class mythread implements runnable
{
private list<object> list;
private countdownlatch countdownlatch;
public mythread(list<object> list, countdownlatch countdownlatch)
{
this.list = list;
this.countdownlatch = countdownlatch;
}
public void run()
{
// 每个线程向list中添加100个元素
for(int i = 0; i < 100; i++)
{
list.add(new object());
}
// 完成一个子线程
countdownlatch.countdown();
}
}
上面进行了10次测试（为什么要测试10次？因为非线程安全并不是每次都会导致问题）。
输出结果：
99946 100000 100000 100000 99998 99959 100000 99975 100000 99996
上面的输出结果发现，并不是每次测试结果都是100000，有好几次测试最后arraylist的size小于100000，甚至时不时会抛出个indexoutofboundsexception异常。（如果没有这个现象可以多试几次）
这就是非线程安全带来的问题了。上面的代码如果用于生产环境，就会有隐患就会有bug了。
再用线程安全的vector来进行测试，上面代码改变一处，test()方法中
list<object> list = new arraylist<object>();
改成
list<object> list = new vector<object>();
再运行程序。
输出结果：
100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000
再多跑几次，发现都是100000，没有任何问题。因为vector是线程安全的，在多线程操作同一个vector对象时，不会有任何问题。
再换成linkedlist试试，同样还会出现arraylist类似的问题，因为linkedlist也是非线程安全的。
二者如何取舍
非线程安全是指多线程操作同一个对象可能会出现问题。而线程安全则是多线程操作同一个对象不会有问题。
线程安全必须要使用很多synchronized关键字来同步控制，所以必然会导致性能的降低。
所以在使用的时候，如果是多个线程操作同一个对象，那么使用线程安全的vector；否则，就使用效率更高的arraylist。
非线程安全!=不安全
有人在使用过程中有一个不正确的观点：我的程序是多线程的，不能使用arraylist要使用vector，这样才安全。
非线程安全并不是多线程环境下就不能使用。注意我上面有说到：多线程操作同一个对象。注意是同一个对象。比如最上面那个模拟，就是在主线程中new的一个arraylist然后多个线程操作同一个arraylist对象。
如果是每个线程中new一个arraylist，而这个arraylist只在这一个线程中使用，那么肯定是没问题的。
线程安全的实现
线程安全是通过线程同步控制来实现的，也就是synchronized关键字。
在这里，我用代码分别实现了一个非线程安全的计数器和线程安全的计数器counter，并对他们分别进行了多线程测试。
非线程安全的计数器：
public class main
{
public static void main(string[] args)
{
// 进行10次测试
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
test();
}
}
public static void test()
{
// 计数器
counter counter = new counter();
// 线程数量(1000)
int threadcount = 1000;
// 用来让主线程等待threadcount个子线程执行完毕
countdownlatch countdownlatch = new countdownlatch(threadcount);
// 启动threadcount个子线程
for(int i = 0; i < threadcount; i++)
{
thread thread = new thread(new mythread(counter, countdownlatch));
thread.start();
}
try
{
// 主线程等待所有子线程执行完成，再向下执行
countdownlatch.await();
}
catch (interruptedexception e)
{
e.printstacktrace();
}
// 计数器的值
system.out.println(counter.getcount());
}
}
class mythread implements runnable
{
private counter counter;
private countdownlatch countdownlatch;
public mythread(counter counter, countdownlatch countdownlatch)
{
this.counter = counter;
this.countdownlatch = countdownlatch;
}
public void run()
{
// 每个线程向counter中进行10000次累加
for(int i = 0; i < 10000; i++)
{
counter.addcount();
}
// 完成一个子线程
countdownlatch.countdown();
}
}
class counter
{
private int count = 0;
public int getcount()
{
return count;
}
public void addcount()
{
count++;
}
}
上面的测试代码中，开启1000个线程，每个线程对计数器进行10000次累加，最终输出结果应该是10000000。
但是上面代码中的counter未进行同步控制，所以非线程安全。
输出结果：
9963727 9973178 9999577 9987650 9988734 9988665 9987820 9990847 9992305 9972233
稍加修改，把counter改成线程安全的计数器：
class counter
{
private int count = 0;
public int getcount()
{
return count;
}
public synchronized void addcount()
{
count++;
}
}
上面只是在addcount()方法中加上了synchronized同步控制，就成为一个线程安全的计数器了。再执行程序。
输出结果：
10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000
总结
以上就是本文关于java线程安全与非线程安全解析的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参阅：java线程安全基础概念解析、java多线程forkjoinpool实例详解、浅谈java多线程处理中future的妙用（附源码）等，有什么问题可以随时留言，欢迎大家交流讨论。