java 中的线程安全和实例

Question

我已经阅读了很多关于线程安全的文章，并且对一个对象的多个实例是否会影响线程安全感到困惑。下面举例说明：
假设我们有一个名为 RGBColor 的 class，用户可以设置红色、绿色和蓝色的值，然后 return 颜色。

Public Class RGBColor {
    private int red;
    private int green;
    private int blue;
    Public RGBColor(int red, int green, int blue){
       this.red = red;
       this.green = green;
       this.blue = blue;
    }
    Public void setColor(int red, int green, int blue){
       this.red = red;
       this.green = green;
       this.blue = blue;
    }
    Public RGBColor getColor(){
       return this;
    }
}

现在，如果程序创建了多个 class 实例，例如：

RGBColor red = new RGBcolor(255,0,0);
RGBColor blue = new RGBcolor(0,0,255);

现在问题来了。 class 的这些实例是否完全独立？我的意思是线程安全会成为一个问题吗？毕竟据我了解，它们应该是完全不同的对象，在 RAM 中具有不同的分配。

另一个问题是变量和方法是否是静态的，例如

Public Class RGBColor {
    private static int RED;
    private static int GREEN;
    private static int BLUE;

    Public static void setColor(int red, int green, int blue){
       RED = red;
       GREEN = green;
       BLUE = blue;
    }
}

在线程安全方面如何处理静态变量和方法？

ps：我已经更新了第二个例子，因为它有缺陷。

Answer 1

Are these instances of the class are totally independent? I mean would thread safety would be an issue?

实例之间是独立的，是的。
线程安全问题是因为多个线程可能以并发方式访问一个实例，并且其中一个或两个线程对实例状态进行了一些修改。

例如，假设您创建了一个 RGBColor 的实例，并且多个线程可以操作该实例。
现在，我们要求您 setColor() 调用不应与自身的其他调用交错。
在那里，你有一个竞争条件，你应该处理这个。
要处理它，您可以使用 synchronized 语句包围 setColor() 语句，并使字段 volatile 确保始终更新每个线程的内存：

private volatile int red;
private volatile int green;
private volatile int blue;
...
public void setColor(int red, int green, int blue){
   synchronized (this){
     this.red = red;
     this.green = green;
     this.blue = blue;
   }
}

How are the static variables and methods would be handled when it comes to thread safety?

对于静态变量，与实例变量相同。

对于实例方法，可以在实例上的锁上实现线程安全。
对于静态方法，应该在 class 本身的锁上实现。

Answer 2

你不应该担心 "thread safety" 这里。因为你得到的是更基本的东西错误。拥有一个 class 的多个实例是没有意义的 - 当相应的字段都是静态的时。

换句话说：在你的第二个例子中，拥有一个 red 和一个 blue RGBColor 对象是没有意义的——因为你实例化的所有对象都会相互覆盖！最后一个获胜...

除此之外，在您的第一个示例中：方法 setColor() 可能会导致线程安全问题。因为该方法可能导致您最终处于不一致状态（当两个线程在 "same" 时间调用相同对象上的 setter - 但是不同的说法）。

换句话说：

首先花点时间学习一下 static 是什么，以及为什么你的第二个代码输入如此糟糕 "bad"
然后理解：一旦 "shared" 数据可被多个线程访问，线程安全就很重要。因为那时你必须确保对 "shared" 数据的 read/write 操作总是定义明确的。

Answer 3

第一种情况，对象有实例变量，对象是相互独立存在的。修改一个不会影响其他。

在第二种情况下，静态字段属于class，不属于任何一个对象。构造函数用于创建实例？不是为了填充静态变量，在这种情况下有一个构造函数是令人困惑和不必要的。同样在 getColor 中使用它也不起作用，静态方法中没有 RGBColor 的实例。

对于第一种情况，如果您取消设置器并将实例变量设为最终变量，那么您的对象将是不可变的，从而使它们可以安全地用于多线程。

对于第二种情况，多个线程可以覆盖彼此的工作，并且没有任何东西可以让其他线程看到更改。（仅仅因为一个线程改变了一个值并不意味着它立即对其他线程可见。）

如果你真的想要这个 class 范围内的一组值，你可以创建一个不可变对象并将其分配给静态 volatile 变量，这样更新将是原子的并且对其他线程可见。

Answer 4

回答你的第一个问题。 YES 不同的对象在 JVM 中会有不同的哈希码。但是，当您考虑同时访问同一对象的事务时，您将不得不对对象使用线程安全（如果有对象修改），您可以使用

synchronized

methods.to 中的修饰符确保线程安全。当且仅当不同系统同时访问同一个对象。

回答你的第二个问题。 java 中的静态或非静态对象只有在该对象的修饰符同步时才是线程安全的。除此之外，您可以使用线程池和倒计时闩锁来有效地处理具有多个线程的对象

java 中的线程安全和实例

Thread-Safety and Instances in java

java

static

multithreading

multiple-instances

thread-safety