线程不安全——Part-1

概述

线程不安全类：如果一个类的对象同时被多个线程访问，若不做相应的同步或并发处理，容易出现线程不安全的现象，比如：抛出异常、逻辑处理错误等。

StringBiulder

看一个例子：（借助之前的例子结构）

@Slf4j
@NotThreadSafe
public class StringExample1 {

    public static int clientTotal = 5000;

    public static int threadTotal = 200;

    public static StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    update();
                    semaphore.release();
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
        log.info("size:{}", stringBuilder.length());
    }

    private static void update() {
        stringBuilder.append("1");
    }
}

结果分析：

多次运行，结果几乎未达5000，显然StringBuilder是非线程安全的。
通过定义stringBuilder对象，核心方法为update() -> 每次拼接一个字符串，最后取其长度length。

StringBuffer

例子代码结构跟上面一样，只需将StringBiulder换为StringBuffer，且其两者方法名相同。

运行结果：
多次运行，结果均为5000。StringBuffer是线程安全的！

查看StringBuffer源码

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

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public final class StringBuffer
   extends AbstractStringBuilder
   implements java.io.Serializable, CharSequence{XXX省略}

@Override
public synchronized String toString() {
    if (toStringCache == null) {
        toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
    }
    return new String(toStringCache, true);
}

源码分析：

几乎所有复写的方法都有toStringCache变量。为对象方便转为String类型的字段，调用Arrays.copyOfRange(value, 0, count)，return new String(toStringCache, true)：其中该构造方法是String包私有的构造方法，以确保数值分享的效率。
StringBuffer继承自AbstractStringBuilder，并几乎重写了所有继承来的方法。调用父辈super的append方法，即AbstractStringBuilder的方法。且StringBuffer对象一经修改，toStringCache清空为null。类似String包装类的对象，避免多线程并发问题。（以后细说String包装类…）
为了线程安全，几乎所有复写的方法都用synchronized进行标识，即使效率较低。
StringBiulder性能好，但不适用于多线程。但适用于场景为方法内的局部变量操作（上篇线程封闭的手记中说到：隐式的堆栈封闭），线程安全且性能较好。

SimpleDateFormate

Java提供的供日期转换的类。该例子结构仍然和上述例子相同。只需定义一个simpleDateFormat实例，核心方法换为parse（xxx:日期语句）

运行结果：
出现异常：parse exception -- java.lang.NumberFormatException: multiple points
非常简单，说明了该日期转换方法是非线程间安全的。

正确写法：（通过堆栈封闭->声明为核心方法内的局部变量，即每次声明一个新的对象进行调用）

仍然是之前的测试结构，但还是贴出来看看吧。

@Slf4j
@ThreadSafe
public class DateFormatExample2 {

    // 请求总数
    public static int clientTotal = 5000;

    // 同时并发执行的线程数
    public static int threadTotal = 200;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    update();
                    semaphore.release();
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
    }

    private static void update() {
        try {
            SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
            simpleDateFormat.parse("20180208");
        } catch (Exception e) {
            log.error("parse exception", e);
        }
    }
}

运行结果： 多次运行，不会报错！是线程安全！

Joda Time

该类本质上并不属于Java提供。需引入jar包。例子仍然是之前的测试结构。只不过日志输出了次数及当时日期
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private static void update(int i) {
    //转换完后DateTime，调用toDate()转为Date对象。
    log.info("{}, {}", i == 4999 ? i+"--------------------------" : i, DateTime.parse("20180728", dateTimeFormatter).toDate());
}