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如果面試官問你，線程安全的類有哪些，究竟什么是線程安全?你怎么回答呢?我們整天說線程安全，但你真的知道什么是線程安全嗎?

什么是進程

從學(xué)術(shù)上理解，進程就是包含上下文切換的程序執(zhí)行時間總和 = CPU加載上下文+CPU執(zhí)行+CPU保存上下文。

另一個簡單的理解，進程就是程序的一次執(zhí)行，比如看看一下這個圖，每一個運行中的程序就是一個獨立的進程，進程是相互獨立存在的。

什么是線程

線程就是CPU執(zhí)行那一部分的一個個小段，線程是CPU的基本調(diào)度單位。

注：平時大家說“因為Redis是單線程的，所以它是原子性的”，根本原因是，因為線程是CPU的最小調(diào)度單元，CPU每次只能執(zhí)行成功或者失敗才調(diào)度切換到下一個線程，所以Redis的操作都是原子的。

進程和線程都是一個時間段的描述，是CPU工作時間段的描述，不過是顆粒大小不同。

堆和棧

進程與線程中比較重要的內(nèi)存區(qū)域有堆和棧。

堆是進程和線程共有的空間，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有沒有分配的空間，局部堆就是用戶分配的空間。堆在操作系統(tǒng)對進程初始化的時候分配，運行過程中也可以向系統(tǒng)要額外的堆，但是用完了要還給操作系統(tǒng)，要不然就是內(nèi)存泄漏。

在Java中，堆是Java虛擬機所管理的內(nèi)存中最大的一塊，是所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機啟動時創(chuàng)建。堆所存在的內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例以及數(shù)組都在這里分配內(nèi)存。

棧是每個線程獨有的，保存其運行狀態(tài)和局部自動變量的。棧在線程開始的時候初始化，每個線程的?；ハ嗒毩?，因此，棧是線程安全的。操作系統(tǒng)在切換線程的時候會自動切換棧。?？臻g不需要在高級語言里面顯式的分配和釋放。

進程和線程中的數(shù)據(jù)

程序幾乎都需要與數(shù)據(jù)打交道，讀取數(shù)據(jù)(命令行參數(shù)，文件)，寫入數(shù)據(jù)(設(shè)置變量，寫入文件)。這些數(shù)據(jù)是保存在進程所管理的內(nèi)存里。

為了保證數(shù)據(jù)的安全，比如一個進程中修改的數(shù)據(jù)不會影響到另一個進程的數(shù)據(jù)，每一個進程都會擁有操作系統(tǒng)分配給自己的內(nèi)存空間，而不能訪問其他進程的數(shù)據(jù)，這一點是由操作系統(tǒng)保證的。

進程占有的資源：地址空間，全局變量，打開的文件，子進程，信號量，賬戶信息

線程占有的資源：棧，寄存器，狀態(tài)，程序計數(shù)器

進程是操作系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位，不會共享資源，通過進程間通信共享資源，而線程可以共享部分資源，獨自占有的資源不共享。

線程間共享的數(shù)據(jù)包括：

• 1、堆
• 2、進程代碼段
• 3、進程的公有數(shù)據(jù)

對于線程間共享的內(nèi)存區(qū)域，如果進程中的A線程操作了數(shù)據(jù)，切換到B線程執(zhí)行，修改了同樣的數(shù)據(jù)，回到A線程時，數(shù)據(jù)就不是A線程切換時候的樣子，這樣一來，數(shù)據(jù)就被污染了，我們就說這塊數(shù)據(jù)在多線程環(huán)境下是不安全的，即線程不安全的。

這就是線程安全這個概念產(chǎn)生的背景，筆者認(rèn)為，談?wù)摼€程安全性，一定需要先介紹操作系統(tǒng)中進程與線程操作內(nèi)存的過程，否則，說一個對象是安全的還是不安全的就顯得有點突兀，而且相對于什么是安全的也不知道。

線程安全性

《Java并發(fā)編程實戰(zhàn)》給出的定義如下：

一個對象是否需要是線程安全的，取決于它是否被多個線程訪問。這只和對象在程序中是以何種方式被使用的有關(guān)，和對象本身具體是做什么的無關(guān)。

當(dāng)多個線程訪問某個類時，這個類始終都能表現(xiàn)出正確的行為，那么就稱這個類是線程安全的。

線程安全的程序不一定是由線程安全的類組成，完全由線程安全類組成的程序也不一定是線程安全的。還需要一定的組合技巧才能保證線程安全。

要編寫線程安全的代碼，其核心在于要對對象狀態(tài)訪問操作進行管理，特別是對共享的(Shared)和可變的(Mutable)狀態(tài)的訪問，即數(shù)據(jù)的訪問，而數(shù)據(jù)是存儲在內(nèi)存中，也就是說，線程安全的本質(zhì)不是代碼在線程中的安全，而是線程中內(nèi)存的安全。

至此，線程安全的概念介紹完畢，最后的最后，你知道有哪些方法可以保證線程安全嗎?

總結(jié)

分享一個學(xué)習(xí)方法，帶著問題去看書。有時候看一本書，從頭到尾看完確實非常枯燥無味，且很容易就放棄了，最近想到一個方法就是帶著問題去看，比如《Java并發(fā)編程實戰(zhàn)》，據(jù)說是Java并發(fā)編程的神書，但是很枯燥，而且中文版也難懂，看了好多次之后沒能進入狀態(tài)，后來就想著，能不能去網(wǎng)上看看一些面試題，看看這本書究竟能給我解答什么疑惑，懷著這樣的心情，就把前三章看完了。

帶著問題去看，目的性較強，更容易去理解，再通過自己的語言描述出來，印象就更深刻了。