【高並發】終於弄懂為什麼局部變數是執行緒安全的了！！
寫在前面
相信很多小夥伴都知道局部變數是執行緒安全的，那你知道為什麼局部變數是執行緒安全的嗎？
前言
多個執行緒同時訪問共享變數時，會導致並發問題。那麼，如果將變數放在方法內部，是不是還會存在並發問題呢？如果不存在並發問題，那麼為什麼不會存在並發問題呢？
著名的斐波那契數列
記得上學的時候，我們都會遇到這樣一種題目，列印斐波那契數列。斐波那契數列是這樣的一個數列：1、1、2、3、5、8、13、21、34…，也就是說第1項和第2項是1，從第3項開始，每一項都等於前2項之和。我們可以使用下面的程式碼來生成斐波那契數列。
//生成斐波那契數列
public int[] fibonacci(int n){
//存放結果的數組
int[] result = new int[n];
//數組的第1項和第2項為1
result[0] = result[1] = 1;
//計算第3項到第n項
for(int i = 2; i < n; i++){
result[i] = result[i-2] + result[i-1];
}
return result;
}
假設此時有很多個執行緒同時調用fibonacci()方法來生成斐波那契數列，對於方法中的局部變數result，會不會存在執行緒安全的問題呢？答案是：不會！！
接下來，我們就深入分析下為什麼局部變數不會存在執行緒安全的問題！
方法是如何被執行的？
我們以下面的三行程式碼為例。
int x = 5;
int[] y = fibonacci(x);
int[] z = y;
當我們調用fibonacci(x)時，CPU要先找到fibonacci()方法的地址，然後跳轉到這個地址去執行程式碼，執行完畢後，需要返回並找到調用方法的下一條語句的地址，也就是int[] z = y的地址，再跳到這個地址去執行。我們可以將這個過程簡化成下圖所示。
這裡需要注意的是：CPU會通過堆棧暫存器找到調用方法的參數和返回地址。
例如，有三個方法A、B、C，調用關係為A調用B，B調用C。在運行時，會構建出相應的調用棧，我們可以用下圖簡單的表示這個調用棧。
每個方法在調用棧里都會有自己獨立的棧幀，每個棧幀里都有對應方法需要的參數和返回地址。當調用方法時，會創建新的棧幀，並壓入調用棧；當方法返回時，對應的棧幀就會被自動彈出。
我們可以這樣說：棧幀是在調用方法時創建，方法返回時「消亡」。
局部變數存放在哪裡？
局部變數的作用域在方法內部，當方法執行完，局部變數也就沒用了。可以這麼說，方法返回時，局部變數也就「消亡」了。此時，我們會聯想到調用棧的棧幀。沒錯，局部變數就是存放在調用棧里的。此時，我們可以將方法的調用棧用下圖表示。
很多人都知道，局部變數會存放在棧里。如果一個變數需要跨越方法的邊界，就必須創建在堆里。
調用棧與執行緒
兩個執行緒就可以同時用不同的參數調用相同的方法。那麼問題來了，調用棧和執行緒之間是什麼關係呢？答案是：每個執行緒都有自己獨立的調用棧。我們可以使用下圖來簡單的表示這種關係。
此時，我們在看下文中開頭的問題：Java方法內部的局部變數是否存在並發問題？答案是不存在並發問題！因為每個執行緒都有自己的調用棧，局部變數保存在執行緒各自的調用棧里，不會共享，自然也就不存在並發問題。
執行緒封閉
方法里的局部變數，因為不會和其他執行緒共享，所以不會存在並發問題。這種解決問題的技術也叫做執行緒封閉。官方的解釋為：僅在單執行緒內訪問數據。由於不存在共享，所以即使不設置同步，也不會出現並發問題！
寫在最後
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