从面向对象设计的角度出发介绍几种保障线程安全的设计技术,这些技术可以使得我们在不必借助锁的情况下保障线程安全,避免锁可能导致的问题及开销。
Java运行时(Java runtime)内存可以分为栈区,堆区与方法区(非堆空间)。
栈空间(Stack Space)为线程的执行准备一段固定大小的存储空间,每个线程都有独立的线程栈空间,创建线程时就为线程分配栈空间.在线程栈中每调用一个方法就给方法分配一个栈帧,栈帧用于存储方法的局部变量,返回值等私有数据, 即局部变量存储在栈空间中, 基本类型变量也是存储在栈空间中, 引用类型变量值也是存储在栈空间中,引用 的对象存储在堆中. 由于线程栈是相互独立的,一个线程不能访问另外一个线程的栈空间,因此线程对局部变量以及只能通过当前线程的局部变量才能访问的对象进行的操作具有固定的线程安全性。
堆空间(Heap Space)用于存储对象,是在JVM启动时分配的一段可以动态扩容的内存空间. 创建对象时,在堆空间中给对象分配存储空间,实例变量就是存储在堆空间中的, 堆空间是多个线程之间可以共享的空间,因此实例变量可以被多个线程共享. 多个线程同时操作实例变量可能存在线程安全问题。
非堆空间(Non-Heap Space)用于存储常量,类的元数据等, 非堆空间也是在JVM启动时分配的一段可以动态扩容的存储空间.类的元数据包括静态变量,类有哪些方法及这些方法的元数据(方法名,参数,返回值等). 非堆空间也是多个 线程可以共享的, 因此访问非堆空间中的静态变量也可能存在线程安全问题。
堆空间也非堆空间是线程可以共享的空间,即实例变量与静态变量是线程可以共享的,可能存在线程安全问题. 栈空间是线程私有的存储空间,局部变量存储在栈空间中,局部变量具有固定的线程安全性。