[已解决]java成员变量线程安全问题的疑问

万敏

为什么这段代码会有线程安全问题呢
这里为什么会有线程安全问题啊，按着这样的调用，无论那个线程remove（）的时候，集合里面都会有一个元素，因为是先加后remove 怎么可能发生执行到remove的时候，集合没元素，就算一个线程没加上，另外一个线程也加上了啊

最佳答案

小野李亮

2021-4-15 14:45:03

ArrayList不是线程安全的链表。

线程安全的意思就是多个线程访问相同数据时，无论怎么访问，数据的状态都要保持一致（和一个线程单独访问的结果是一样的）。
比如说，有两个线程，一个线程对同一个整数变量自增运算100次，另一个线程对同一个整数变量自减50次，如果算法是线程安全的，那么，两个线程同时运行之后，结果和单独一个线程先自增100次再自减50次是一样的。这就要求，每一次的自增（自减）操作，都是线程安全的才可以。

楼主可能不太理解，为啥两个线程同时访问同一个内存变量会出现差错。这是由于线程切换和多CPU的缓存造成的。一般都解释为线程切换造成的。
这是一个比较讲究细节的过程，一个线程运行的时候，同一时间另一个线程可能没有处于运行状态。操作系统中有两三千个线程需要运行，CPU核心数也就那么几个，所以要轮着来使用。线程切换的时候，需要先将要换出去的线程进行现场保护，将当时的线程状态保存起来，包括CPU寄存器中的数据，会被压入线程栈中，之后再将切换进来的线程进行现场还原，从线程栈中把CPU寄存器的数据还原回去。我们知道，CPU做的算术运算和逻辑运算都是在寄存器之间做的，做完之后再回写到内存中。这样的话，寄存器的数据相当于内存数据的一个镜像。多个线程访问同一个内存数据，就会有多个镜像，那么，在线程切换的时候，镜像没来得及回写到内存就被压栈了，其他线程更改镜像有的就可以及时回写，等刚才那个没来得及回写的线程被恢复运行时，第一件事就是回写他上一次执行的镜像，那么，其他线程的镜像被覆盖掉了，最终造成了内存数据的不一致。

多CPU时，由于每块CPU都自带缓存cache，也会造成这种现象。

我之所以写这些，就是因为，楼主在表述问题时，把程序正在操纵的数据与链表混为一谈，细节上，两者是截然不同的东西，虽然，你的代码操纵的就是链表，但是，实际上，操纵的是链表里面的东西（内容结构）。链表被覆盖指的是链表的引用被其他东西覆盖了，和链表内部，指向链表元素的引用被其他东西所覆盖，是两个概念。而且，不单单是引用，链表的大小也会产生线程安全的问题，所以，整个链表就不是线程安全的

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石说心语

主要问题是在于list不是线程安全的，可以这样理解：线程A主存读取当前size 0，add 1 remove 0，但是并不刷新主存，线程B主存读取size 0 add 1 刷新主存，此时线程A也刷新主存，导致最终的size是0 线程B再执行remove操作的时候，有可能先从主存同步数据，拿到size 0。
线程从主存同步数据和修改后将数据同步回去的时机是随机的

小野李亮

ArrayList不是线程安全的链表。

线程安全的意思就是多个线程访问相同数据时，无论怎么访问，数据的状态都要保持一致（和一个线程单独访问的结果是一样的）。
比如说，有两个线程，一个线程对同一个整数变量自增运算100次，另一个线程对同一个整数变量自减50次，如果算法是线程安全的，那么，两个线程同时运行之后，结果和单独一个线程先自增100次再自减50次是一样的。这就要求，每一次的自增（自减）操作，都是线程安全的才可以。

楼主可能不太理解，为啥两个线程同时访问同一个内存变量会出现差错。这是由于线程切换和多CPU的缓存造成的。一般都解释为线程切换造成的。
这是一个比较讲究细节的过程，一个线程运行的时候，同一时间另一个线程可能没有处于运行状态。操作系统中有两三千个线程需要运行，CPU核心数也就那么几个，所以要轮着来使用。线程切换的时候，需要先将要换出去的线程进行现场保护，将当时的线程状态保存起来，包括CPU寄存器中的数据，会被压入线程栈中，之后再将切换进来的线程进行现场还原，从线程栈中把CPU寄存器的数据还原回去。我们知道，CPU做的算术运算和逻辑运算都是在寄存器之间做的，做完之后再回写到内存中。这样的话，寄存器的数据相当于内存数据的一个镜像。多个线程访问同一个内存数据，就会有多个镜像，那么，在线程切换的时候，镜像没来得及回写到内存就被压栈了，其他线程更改镜像有的就可以及时回写，等刚才那个没来得及回写的线程被恢复运行时，第一件事就是回写他上一次执行的镜像，那么，其他线程的镜像被覆盖掉了，最终造成了内存数据的不一致。

多CPU时，由于每块CPU都自带缓存cache，也会造成这种现象。

我之所以写这些，就是因为，楼主在表述问题时，把程序正在操纵的数据与链表混为一谈，细节上，两者是截然不同的东西，虽然，你的代码操纵的就是链表，但是，实际上，操纵的是链表里面的东西（内容结构）。链表被覆盖指的是链表的引用被其他东西覆盖了，和链表内部，指向链表元素的引用被其他东西所覆盖，是两个概念。而且，不单单是引用，链表的大小也会产生线程安全的问题，所以，整个链表就不是线程安全的

飞米

我是这样理解的，你可以看下线程可见性的文章，大意就是对于共享变量，线程执行时会从主存拷贝一个副本，操作完成后会有个更新主存的过程，但是这个更新不是立即更新的，很容易就出现覆盖的情况

杨天杰

如果你想每个线程的这个list不相互影响，你就使用threadlocal去定义

风雨不动

多线程么，又不安顺序执行的。很有可能两个Add完了，size还是1，remove掉一个，再remove就报错了。

从源代码可以看出，Add的时候，并没有立即更新size，如果两个线程同时进入add，那么size的值是一样的，那么其中一个结算结果就会被另一个覆盖了，而不是在其基础上进行叠加

1. public boolean add(E e) {
   
2.         modCount++;
   
3.         add(e, elementData, size);
   
4.         return true;
   
5.     }

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