java常见的几种并发安全问题及解决方案

项目场景：

并发的应用场景，在开发过程会经常遇到。
例如：服务应用启动后，需要简单统计接口的总访问量；实时更新订单状态，成交总额。

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问题描述：

比如统计接口访问次数，如下的实现，在并发访问下，统计是不准确的 。

		private int viewCount = 0;private void addViewCount(){viewCount++;}

比如A、B两个线程同时访问，各自从JVM主存中加载变量viewCount到线程内存里viewCount的值都是0，各自+1，更新会JVM主存的也是1。实际A、B执行完毕后，JVM的值应该是2才对。

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解决方案：

并发问题解决，实际有2种方式：有锁、无锁。
有锁的就是关键字synchronized，以及可重入锁ReentrantLock。
无锁的，就是局部变量、不可变对象、CAS原子类、ThreadLocal，共四种。

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具体解决方案分析：

一.无锁方式

1.局部变量

    /*** 局部变量，多线程更新count的时候，各自在线程内存中创建i变量。*/public void localParam(){int count = 0;/*本次处理业务，统计*/count++;System.out.println(count);}

2.不可变对象

车辆位置实时更新，传统的setY,setY，在并发过程会出差错。定义一个final localtion类，并且构造函数直接初始化x,y。

/*** 车辆位置经纬度值*/
public final class Location {private final double x;private final double y;public Location(double x, double y) {this.x = x;this.y = y;}
}

同时定义一个traker类，来存储多个车辆的位置信息，更新的时候直接用新的location位置类，去update ConcurrentHashMap。

/*** 不可变类，实现并发更新安全* 通过每次更新位置，直接初始化一个全新的location，然后set到车辆位置map中*/
public class CarLocationTracker {/*** 车辆编码对应车辆位置信息map* ConcurrentHashMap，是利用CAS+synchronized来保证并发安全*/private Map<String, Location> locationMap = new ConcurrentHashMap<>();/*** 更新车辆位置** @param carCode     车辆编码* @param newLocation 车辆新位置*/public void updateLocation(String carCode, Location newLocation) {locationMap.put(carCode, newLocation);}/*** 获取车辆位置** @param carCode 车辆斌吗* @return*/public Location getLocation(String carCode) {return locationMap.get(carCode);}
}

3.ThreadLocal

ThreadLocal 变量，线程局部变量.同一个ThreadLocal所包含的对象，在不同线程中有不同的副本。

	private static final ThreadLocal threadCount= new ThreadLocal();/*** ThreadLocal 变量，线程局部变量*/public void threadLocalParam(){Integer count = (Integer) threadCount.get();/*本次处理业务，统计*/count++;System.out.println(count);}

4.CAS原子类

CAS 机制，三个基本操作：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B，只有当内存地址V所对应的值与旧的预期值A相等，才会将内存地址V对应的值更新为B。

    private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);/*** cas 原子类，是个乐观锁，并发性能很高。通过compare and swap比较并置换的原子性设计，read 从jvm主存中读取旧值oldV，* 更新的时候，先比较oldV与主存中的v是否相等，相等就把newV更新替换v；如果不相等，继续while循环，从主存读取'新的'旧值oldV。** 底层是c++实现，保证三个步骤执行在硬件级别，是原子性，要么三个一起执行成功，又不继续循环直到成功。*/public void atomicAdd(){//比如接口访问总次数统计System.out.println(counter.incrementAndGet());}

二.有锁方式

1. 关键字synchronized

	//访问统计private int viewCount = 0;public synchronized void syncAdd(){addViewCount();}private void addViewCount(){viewCount++;}

2. 可重入锁ReentrantLock

	//悲观锁private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();//访问统计private int viewCount = 0;private void addViewCount(){viewCount++;}/*** 通过执行方法前，加锁；执行完毕主动释放锁保证int++ 并发安全*/public void lockAdd(){lock.lock();try {addViewCount();} finally {lock.unlock();}}