你管這叫「執行緒安全」？
- 2021 年 4 月 30 日
- 筆記
- .NET, Asp.Net Core
來來來，面試八股文？ 今天我們從什麼叫”執行緒安全”聊起？
今日份的乾糧：
- 什麼叫執行緒安全？
- 執行緒安全與變數的關係？
- 變數又與堆/棧/靜態存儲區有密切關係
什麼叫執行緒安全？
我們以常見的一行程式碼i++ ,i-- 為例， 電腦的操作姿勢可能與你想像的不一樣。
在大多數電腦中， 給變數自增並不是原子操作， 需要下面三步：
① 將變數值載入進暫存器
② 暫存器自增/自減值
③ 將暫存器值載入回原變數
多執行緒環境下，如果你不使用一些原子鎖操作：
執行緒A ( i++ )可能只執行了前面兩步後，之後CPU輪詢切換到其他執行緒或者執行緒A被搶佔CPU； 執行緒B ( i-- )欻欻執行完所有的三步；
當執行緒A重新獲得CPU，執行第三步， 一下子影響了執行緒B的執行預期。
上圖栩栩如生、動靜相宜地描述了 啥叫執行緒安全，這就是執行緒不安全! ☹️
你能遇到的問題，在平台這裡都不叫問題。
上面的問題可以使用原子鎖Interlocked， //docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.interlocked?view=net-5.0。
更多的關於執行緒安全的八股文 (請看這個，這個我面試騰訊考過，這個題目O了（//www.cnblogs.com/JulianHuang/p/11765397.html）)
執行緒安全？ #變數#
執行緒安全的著力點，或者說問題的出發點是變數
| — | — |
|---|---|
| 棧區（stack） | 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數、局部變數 |
| 堆區（heap） | 一般由程式設計師分配釋放， 若程式設計師不釋放，程式可能不定時回收 |
| 全局區（靜態區）（static） | 全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，程式結束後系統釋放 |
| 文字常量區 | 常量字元串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放 |
| 程式程式碼區 | 存放函數體的二進位程式碼 |
using System;
public class StaticTest
{
static int count;
int number;
public StaticTest()
{
count = count + 1;
number = count;
}
public void display()
{
Console.WriteLine("object={0}:count={1}", number, count);
}
}
class MainTest
{
public static void Main()
{
StaticTest a = new StaticTest();
a.display();
}
}
- 不要認為
number是值類型，就存儲在棧區 - 引用類型的值指向堆區(引用)， 引用的值通常是32位或64位整形
- 局部變數的值存儲在棧區
1. 靜態成員：執行緒非安全
類的靜態變數即類變數，位於全局區(靜態區)，為所有對象共享，一旦靜態變數被修改，其他對象對修改均可見，故執行緒非安全。
2.實例成員：單例模式（只有一個對象實例存在）執行緒非安全，非單例執行緒安全。
類的實例成員(非靜態成員)為實例所有，在堆中分配，若在系統中只存在一個此類實例，在多執行緒環境下，「猶如」靜態變數那樣，被某個執行緒修改後，其他執行緒對修改均可見，故執行緒非安全；
如果每個執行緒執行都是使用不同對象，那實例成員的修改將互不影響，故執行緒安全。
3. 局部變數：執行緒安全
每個執行緒執行時將會把局部變數放在各自棧幀的工作記憶體中，執行緒間不共享，故不存在執行緒安全問題。
