美文网首页高并发专题
【高并发】面试官问我:为什么局部变量是线程安全的?

【高并发】面试官问我:为什么局部变量是线程安全的?

作者: 冰河团队 | 来源:发表于2020-10-24 18:31 被阅读0次

写在前面

相信很多小伙伴都知道局部变量是线程安全的,那你知道为什么局部变量是线程安全的吗?

前言

多个线程同时访问共享变量时,会导致并发问题。那么,如果将变量放在方法内部,是不是还会存在并发问题呢?如果不存在并发问题,那么为什么不会存在并发问题呢?

著名的斐波那契数列

记得上学的时候,我们都会遇到这样一种题目,打印斐波那契数列。斐波那契数列是这样的一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34...,也就是说第1项和第2项是1,从第3项开始,每一项都等于前2项之和。我们可以使用下面的代码来生成斐波那契数列。

//生成斐波那契数列
public int[] fibonacci(int n){
    //存放结果的数组
    int[] result = new int[n];
    //数组的第1项和第2项为1
    result[0] = result[1] = 1;
    //计算第3项到第n项
    for(int i = 2; i < n; i++){
        result[i] = result[i-2] + result[i-1];
    }
    return result;
}

假设此时有很多个线程同时调用fibonacci()方法来生成斐波那契数列,对于方法中的局部变量result,会不会存在线程安全的问题呢?答案是:不会!!

接下来,我们就深入分析下为什么局部变量不会存在线程安全的问题!

方法是如何被执行的?

我们以下面的三行代码为例。

int x = 5;
int[] y = fibonacci(x);
int[] z = y;

当我们调用fibonacci(x)时,CPU要先找到fibonacci()方法的地址,然后跳转到这个地址去执行代码,执行完毕后,需要返回并找到调用方法的下一条语句的地址,也就是int[] z = y的地址,再跳到这个地址去执行。我们可以将这个过程简化成下图所示。

image

这里需要注意的是:CPU会通过堆栈寄存器找到调用方法的参数和返回地址。

例如,有三个方法A、B、C,调用关系为A调用B,B调用C。在运行时,会构建出相应的调用栈,我们可以用下图简单的表示这个调用栈。

image

每个方法在调用栈里都会有自己独立的栈帧,每个栈帧里都有对应方法需要的参数和返回地址。当调用方法时,会创建新的栈帧,并压入调用栈;当方法返回时,对应的栈帧就会被自动弹出。

我们可以这样说:栈帧是在调用方法时创建,方法返回时“消亡”。

局部变量存放在哪里?

局部变量的作用域在方法内部,当方法执行完,局部变量也就没用了。可以这么说,方法返回时,局部变量也就“消亡”了。此时,我们会联想到调用栈的栈帧。没错,局部变量就是存放在调用栈里的。此时,我们可以将方法的调用栈用下图表示。

image

很多人都知道,局部变量会存放在栈里。如果一个变量需要跨越方法的边界,就必须创建在堆里。

调用栈与线程

两个线程就可以同时用不同的参数调用相同的方法。那么问题来了,调用栈和线程之间是什么关系呢?答案是:每个线程都有自己独立的调用栈。我们可以使用下图来简单的表示这种关系。

image

此时,我们在看下文中开头的问题:Java方法内部的局部变量是否存在并发问题?答案是不存在并发问题!因为每个线程都有自己的调用栈,局部变量保存在线程各自的调用栈里,不会共享,自然也就不存在并发问题。

线程封闭

方法里的局部变量,因为不会和其他线程共享,所以不会存在并发问题。这种解决问题的技术也叫做线程封闭。官方的解释为:仅在单线程内访问数据。由于不存在共享,所以即使不设置同步,也不会出现并发问题!

好了,今天我们就到这儿吧,祝大家节日快乐,我们下期见!!

相关文章

  • 【高并发】面试官问我:为什么局部变量是线程安全的?

    写在前面 相信很多小伙伴都知道局部变量是线程安全的,那你知道为什么局部变量是线程安全的吗? 前言 多个线程同时访问...

  • 高并发Java

    高并发Java(1):前言 高并发Java(2):多线程基础 高并发Java(3):Java内存模型和线程安全 高...

  • 第一章

    Java并发编程与高并发解决方案知识点:线程安全;线程封闭;线程调度;同步容器;并发容器;AQS;J.UC 高并发...

  • java并发学习

    java 高并发 基本概念 并发: 多个线程操作相同的资源,保证线程安全,合理使用资源 高并发: 服务能同时处理很...

  • [并发]局部变量是线程安全的

    所有函数内定义的局部变量都是线程安全的,可以随便使用。但是最可怕的就是你不知道框架做了单例处理,结果里面写的成员变...

  • 怎么理解分布式、高并发、多线程?(含面试题和答案解析)

    看到分布式、高并发、多线程这三个词的时候,很多人是不是都认为分布式=高并发=多线程? 当面试官问到高并发系统可以采...

  • java其他类StringBuffer与StringBuilde

    1、StringBuffer 线程安全,效率低,用于并发 StringBuilder 运行更快,效率高,无线程安全...

  • 并发—高并发

    并发:多个线程操作相同的资源,保证线程安全,合理使用资源高并发:服务能同时处理很多请求,提高程序性能 线程安全性 ...

  • 线程封闭

    线程封闭 对象封闭在一个线程里,这样线程也是安全的 如何实现 Ad-hoc 最糟糕 堆栈封闭:局部变量,无并发问题...

  • 2019-08-16 Synchronized的使用

    为什么要使用Synchronized关键字?为了解决线程高并发安全问题,共享数据,多线程共同操作共享数据,Sync...

网友评论

    本文标题:【高并发】面试官问我:为什么局部变量是线程安全的?

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/zqlwmktx.html