- 浏览: 83848 次
- 性别:
- 来自: 北京
对于那些会以多线程运行的单例类,例如Web应用中的Servlet,每个方法中对局部变量的操作都是在线程自己独立的内存区域内完成的,所以是线程安全的。
对于成员变量的操作,可以使用ThreadLocal来保证线程安全。
局部变量不会受多线程影响
成员变量会受到多线程影响
多个线程应该是调用的同一个对象的同一个方法:
如果方法里无成员变量,那么不受任何影响
如果方法里有成员变量,只有读操作,不受影响
存在写操作,考虑多线程影响值
深入Java核心:JVM中的栈和局部变量
在Java程序中,每当启用一个线程时,JVM就为他分配一个Java栈,栈是以帧为单位保存当前线程的运行状态。今天我们继续深入Java核心,探秘JVM中的栈和局部变量。
Java开发中,每当我们在程序中使用new生成一个对象,对象的引用存放在栈里,而对象是存放在堆里的。可以看出栈在Java核心的重要位置。今天我们就继续深入Java核心这个系列,为您介绍Java中的栈、局部变量及其之间的关系。
深入Java核心:Java内存分配原理精讲 探秘Java垃圾回收机制 Java中多态的实现机制
Java中的栈
每当启用一个线程时,JVM就为他分配一个Java栈,栈是以帧为单位保存当前线程的运行状态。某个线程正在执行的方法称为当前方法,当前方法使用的栈帧称为当前帧,当前方法所属的类称为当前类,当前类的常量池称为当前常量池。当线程执行一个方法时,它会跟踪当前常量池。
每当线程调用一个Java方法时,JVM就会在该线程对应的栈中压入一个帧,这个帧自然就成了当前帧。当执行这个方法时,它使用这个帧来存储参数、局部变量、中间运算结果等等。
Java栈上的所有数据都是私有的。任何线程都不能访问另一个线程的栈数据。所以我们不用考虑多线程情况下栈数据访问同步的情况。
像方法区和堆一样,Java栈和帧在内存中也不必是连续的,帧可以分布在连续的栈里,也可以分布在堆里
Java栈的组成元素——栈帧
栈帧由三部分组成:局部变量区、操作数栈、帧数据区。局部变量区和操作数栈的大小要视对应的方法而定,他们是按字长计算的。但调用一个方法时,它从类型信息中得到此方法局部变量区和操作数栈大小,并据此分配栈内存,然后压入Java栈。
局部变量区 局部变量区被组织为以一个字长为单位、从0开始计数的数组,类型为short、byte和char的值在存入数组前要被转换成int值,而long和 double在数组中占据连续的两项,在访问局部变量中的long或double时,只需取出连续两项的第一项的索引值即可,如某个long值在局部变量区中占据的索引时3、4项,取值时,指令只需取索引为3的long值即可。
下面就看个例子,好让大家对局部变量区有更深刻的认识。这个图来自《深入JVM》:
public static int runClassMethod(int i,long l,float f,double d,Object o,byte b) { return 0; } public int runInstanceMethod(char c,double d,short s,boolean b) { return 0; }
上面代码片的方法参数和局部变量在局部变量区中的存储结构如下图:
上面这个图没什么好说的,大家看看就会懂。但是,在这个图里,有一点需要注意:
runInstanceMethod的局部变量区第一项是个reference(引用),它指定的就是对象本身的引用,也就是我们常用的this,但是在runClassMethod方法中,没这个引用,那是因为runClassMethod是个静态方法。
操作数栈和局部变量区一样,操作数栈也被组织成一个以字长为单位的数组。但和前者不同的是,它不是通过索引来访问的,而是通过入栈和出栈来访问的。可把操作数栈理解为存储计算时,临时数据的存储区域。下面我们通过一段简短的程序片段外加一幅图片来了解下操作数栈的作用。
int a = 100;
int b = 98;
int c = a+b;
从图中可以得出:操作数栈其实就是个临时数据存储区域,它是通过入栈和出栈来进行操作的。
帧数据区除了局部变量区和操作数栈外,Java栈帧还需要一些数据来支持常量池解析、正常方法返回以及异常派发机制。这些数据都保存在Java栈帧的帧数据区中。
当JVM执行到需要常量池数据的指令时,它都会通过帧数据区中指向常量池的指针来访问它。
除了处理常量池解析外,帧里的数据还要处理Java方法的正常结束和异常终止。如果是通过return正常结束,则当前栈帧从Java栈中弹出,恢复发起调用的方法的栈。如果方法又返回值,JVM会把返回值压入到发起调用方法的操作数栈。
为了处理Java方法中的异常情况,帧数据区还必须保存一个对此方法异常引用表的引用。当异常抛出时,JVM给catch块中的代码。如果没发现,方法立即终止,然后JVM用帧区数据的信息恢复发起调用的方法的帧。然后再发起调用方法的上下文重新抛出同样的异常。
栈的整个结构
在前面就描述过:栈是由栈帧组成,每当线程调用一个Java方法时,JVM就会在该线程对应的栈中压入一个帧,而帧是由局部变量区、操作数栈和帧数据区组成。那在一个代码块中,栈到底是什么形式呢?下面是我从《深入JVM》中摘抄的一个例子,大家可以看看:
代码片段:
执行过程中的三个快照:
上面所给的图,只想说明两件事情,我们也可用此来理解Java中的栈:
1、只有在调用一个方法时,才为当前栈分配一个帧,然后将该帧压入栈。
2、帧中存储了对应方法的局部数据,方法执行完,对应的帧则从栈中弹出,并把返回结果存储在调用方法的帧的操作数栈中。
http://hi.baidu.com/sqtds/blog/item/b9468acd90a1954d0eb34565.html
对于成员变量的操作,可以使用ThreadLocal来保证线程安全。
局部变量不会受多线程影响
成员变量会受到多线程影响
多个线程应该是调用的同一个对象的同一个方法:
如果方法里无成员变量,那么不受任何影响
如果方法里有成员变量,只有读操作,不受影响
存在写操作,考虑多线程影响值
深入Java核心:JVM中的栈和局部变量
在Java程序中,每当启用一个线程时,JVM就为他分配一个Java栈,栈是以帧为单位保存当前线程的运行状态。今天我们继续深入Java核心,探秘JVM中的栈和局部变量。
Java开发中,每当我们在程序中使用new生成一个对象,对象的引用存放在栈里,而对象是存放在堆里的。可以看出栈在Java核心的重要位置。今天我们就继续深入Java核心这个系列,为您介绍Java中的栈、局部变量及其之间的关系。
深入Java核心:Java内存分配原理精讲 探秘Java垃圾回收机制 Java中多态的实现机制
Java中的栈
每当启用一个线程时,JVM就为他分配一个Java栈,栈是以帧为单位保存当前线程的运行状态。某个线程正在执行的方法称为当前方法,当前方法使用的栈帧称为当前帧,当前方法所属的类称为当前类,当前类的常量池称为当前常量池。当线程执行一个方法时,它会跟踪当前常量池。
每当线程调用一个Java方法时,JVM就会在该线程对应的栈中压入一个帧,这个帧自然就成了当前帧。当执行这个方法时,它使用这个帧来存储参数、局部变量、中间运算结果等等。
Java栈上的所有数据都是私有的。任何线程都不能访问另一个线程的栈数据。所以我们不用考虑多线程情况下栈数据访问同步的情况。
像方法区和堆一样,Java栈和帧在内存中也不必是连续的,帧可以分布在连续的栈里,也可以分布在堆里
Java栈的组成元素——栈帧
栈帧由三部分组成:局部变量区、操作数栈、帧数据区。局部变量区和操作数栈的大小要视对应的方法而定,他们是按字长计算的。但调用一个方法时,它从类型信息中得到此方法局部变量区和操作数栈大小,并据此分配栈内存,然后压入Java栈。
局部变量区 局部变量区被组织为以一个字长为单位、从0开始计数的数组,类型为short、byte和char的值在存入数组前要被转换成int值,而long和 double在数组中占据连续的两项,在访问局部变量中的long或double时,只需取出连续两项的第一项的索引值即可,如某个long值在局部变量区中占据的索引时3、4项,取值时,指令只需取索引为3的long值即可。
下面就看个例子,好让大家对局部变量区有更深刻的认识。这个图来自《深入JVM》:
public static int runClassMethod(int i,long l,float f,double d,Object o,byte b) { return 0; } public int runInstanceMethod(char c,double d,short s,boolean b) { return 0; }
上面代码片的方法参数和局部变量在局部变量区中的存储结构如下图:
上面这个图没什么好说的,大家看看就会懂。但是,在这个图里,有一点需要注意:
runInstanceMethod的局部变量区第一项是个reference(引用),它指定的就是对象本身的引用,也就是我们常用的this,但是在runClassMethod方法中,没这个引用,那是因为runClassMethod是个静态方法。
操作数栈和局部变量区一样,操作数栈也被组织成一个以字长为单位的数组。但和前者不同的是,它不是通过索引来访问的,而是通过入栈和出栈来访问的。可把操作数栈理解为存储计算时,临时数据的存储区域。下面我们通过一段简短的程序片段外加一幅图片来了解下操作数栈的作用。
int a = 100;
int b = 98;
int c = a+b;
从图中可以得出:操作数栈其实就是个临时数据存储区域,它是通过入栈和出栈来进行操作的。
帧数据区除了局部变量区和操作数栈外,Java栈帧还需要一些数据来支持常量池解析、正常方法返回以及异常派发机制。这些数据都保存在Java栈帧的帧数据区中。
当JVM执行到需要常量池数据的指令时,它都会通过帧数据区中指向常量池的指针来访问它。
除了处理常量池解析外,帧里的数据还要处理Java方法的正常结束和异常终止。如果是通过return正常结束,则当前栈帧从Java栈中弹出,恢复发起调用的方法的栈。如果方法又返回值,JVM会把返回值压入到发起调用方法的操作数栈。
为了处理Java方法中的异常情况,帧数据区还必须保存一个对此方法异常引用表的引用。当异常抛出时,JVM给catch块中的代码。如果没发现,方法立即终止,然后JVM用帧区数据的信息恢复发起调用的方法的帧。然后再发起调用方法的上下文重新抛出同样的异常。
栈的整个结构
在前面就描述过:栈是由栈帧组成,每当线程调用一个Java方法时,JVM就会在该线程对应的栈中压入一个帧,而帧是由局部变量区、操作数栈和帧数据区组成。那在一个代码块中,栈到底是什么形式呢?下面是我从《深入JVM》中摘抄的一个例子,大家可以看看:
代码片段:
执行过程中的三个快照:
上面所给的图,只想说明两件事情,我们也可用此来理解Java中的栈:
1、只有在调用一个方法时,才为当前栈分配一个帧,然后将该帧压入栈。
2、帧中存储了对应方法的局部数据,方法执行完,对应的帧则从栈中弹出,并把返回结果存储在调用方法的帧的操作数栈中。
http://hi.baidu.com/sqtds/blog/item/b9468acd90a1954d0eb34565.html
发表评论
-
组合or继承
2013-05-27 11:54 866到底使用组合还是继承是每本讲设计的资料里都要讨论一番的话题 ... -
Java访问控制private之我见
2013-05-24 11:36 819最近待业在家,遂有空重新读了thinking in Java这 ... -
XML 系列教程
2012-05-06 12:50 612http://www.w3school.com.cn/x.as ... -
面向接口编程详解
2012-04-19 21:42 1140面向接口编程详解 2009-04-23 作者:张洋 来源: ... -
浅析java回调机制与观察者模式
2012-04-10 17:23 18641 java回调机制: 首先解 ... -
Java程序设计之-复合优先于继承
2012-04-03 10:33 1489组合 通过创建一个由其他对象组合的对象来获得新功能的重用方法 ... -
java学习之路(转)
2012-03-30 15:01 816(一) 从事软件 ... -
java内部类
2012-03-28 16:26 902一、 定义 放在一个类的内部的类我们就叫内部类。 二、 作用 ... -
为什么匿名内部类只能访问其所在方法中的final变量(转)
2012-03-28 15:45 1094(1).所谓“局部内部类”就是在对象的方法成员内部定义的类。而 ... -
Java访问权限修饰符(转)
2012-03-28 11:20 11071、Class类的访问权限: ... -
【java】好书推荐
2012-03-26 15:31 1465Java软件架构师所要需的东西 作为Java程序员来说,最痛 ... -
Java绝对好文,转载的!(转载)
2012-03-25 14:45 822想来学习Java也有两个年头了,永远不敢说多么精通,但也想谈谈 ... -
理解java动态加载机制
2012-03-20 00:01 10391.java动态性 java是一种 ... -
热部署、热加载
2012-03-19 14:14 3695不重启Tomcat有两种方式:热部署、热加载 热部署:容 ... -
Registry of Singleton 模式(转)
2012-03-06 10:01 797考虑使用 Singleton 模式 时拥有子类别的问题,在Si ... -
单例模式(Singleton Pattern)
2012-03-05 20:40 7036.单例模式(Singleton Pattern) 前面说提到 ... -
java.util.concurrent 多线程框架
2012-02-26 16:15 805http://daoger.iteye.com/blog/14 ... -
线程----BlockingQueue (转),java
2012-02-26 13:50 819/** 本例介绍一个 ... -
Java线程同步机制synchronized关键字的理解
2011-12-25 14:34 786由于同一进程的多个线 ... -
synchronized与static synchronized 的区别
2011-12-24 22:48 6781.synchronized与static synchroni ...
相关推荐
线程安全的单例模式在多线程环境下尤其重要,因为不正确的实现可能导致多个线程创建多个实例,这违反了单例模式的基本原则。C++11引入了新的特性,如std::mutex和std::call_once,使得实现线程安全的单例模式变得...
当涉及到线程相关的问题时,单例模式的作用尤为重要,因为它可以确保在多线程环境下,类的实例只有一个,从而避免了多个线程同时创建多个对象导致的资源浪费和状态不一致问题。 在Java等编程语言中,实现线程相关的...
单例模式的唯一性通常是在进程范围内,即在同一个进程中,无论何时调用单例类的获取实例方法,都会返回相同的对象。 在集群环境下,如果需要在分布式系统中保持单例特性,就需要采取额外的措施。传统的单例模式在多...
标题“局部变量线程安全测试”提示我们,我们将探讨的是局部变量在多线程环境下的行为。局部变量是在方法或代码块内部定义的变量,它们的生命周期只限于定义它们的代码块。由于每个线程都有自己的独立的调用栈,因此...
这意味着,即使多个线程访问同一个线程局部变量,它们各自看到的都是自己独有的副本,不会相互影响。这种特性在多线程环境中非常有用,因为它避免了线程间的数据竞争和同步问题。 Java中,我们可以通过`java.lang....
单例模式是软件设计模式中的一种,用于控制类的实例化过程,确保一个类在整个程序运行期间只有一个实例存在。在C++中实现单例模式有多种方法,下面将详细介绍单例模式的概念、目的以及C++中常见的实现方式。 1. **...
1. **虚拟机栈中局部变量表内的对象引用**:即函数调用栈中的对象引用。 2. **方法区中的类静态属性引用的对象**:如上文所述,单例模式中的静态成员变量即属于此类。 3. **方法区中的常量引用的对象**:如字符串...
在C++11及更高版本中,对于内部静态实例的懒汉模式,可以利用标准库提供的线程安全的静态局部变量初始化特性,即静态初始化保证线程安全,无需额外加锁。这在C++0x之后的代码中是推荐的做法,如下所示: ```cpp ...
如果多个线程同时首次引用该变量,可能会导致多个实例被创建,这违背了单例模式的设计初衷。因此,我们需要采取措施确保在多线程环境下创建单例的线程安全性。 在给出的代码中,作者通过使用C++的`CRITICAL_SECTION...
在一个对象上调用`wait()`会使当前线程等待,直到其他线程调用该对象的`notify()`或`notifyAll()`方法唤醒它。这种方式需要配合`synchronized`关键字使用,以防止竞态条件。 七、Future和Callable模式 `Future`接口...
本话题将深入探讨如何在C++环境下通过多线程调用DLL(动态链接库)中的函数。 DLL(Dynamic Link Library)是Windows操作系统提供的一种共享代码的方式,它可以被多个应用程序同时使用,以节省内存和提高性能。DLL...
当需要在多线程环境中保证每个线程都有自己的单例时,可以使用线程局部存储。但这可能导致资源浪费,因为每个线程都有自己的实例。 ```cpp #include class Singleton { public: static Singleton& ...
Java设计模式中的单例模式是一种常用的创建型设计模式,它保证了类只有一个实例,并提供一个全局访问点。这种模式在很多场景下非常有用,比如控制共享资源、管理配置信息等。接下来,我们将深入探讨8种不同的单例...
在C#编程中,多线程是一个核心概念,它允许程序同时执行多个任务,从而提高应用程序的效率和响应性。本实例将详细讲解如何在C#中创建线程并传递一个或多个参数,这对于理解和应用多线程技术至关重要。 首先,让我们...
在一个线程中定义的局部变量不能被其他线程直接访问。如果需要在线程间共享数据,可以使用全局变量或特定的数据结构,如队列、栈或线程安全的容器。 3. **线程局部存储**:易语言可能提供了线程局部存储(TLS)机制...
这个智能指针在第一次调用 getInstance 时被初始化,并且是线程安全的(在C++11及更高版本中,局部静态变量的初始化是线程安全的)。 请注意,这个实现使用了智能指针(std::shared_ptr)来管理单例实例的生命周期...
单例模式是一种设计模式,它的主要目标是确保一个类在整个应用程序中只有一个实例存在,并提供一个全局访问点,以便任何地方都能方便地使用该实例。这种模式在需要频繁创建和销毁对象,或者对象创建代价较高的场景中...
"面试中多线程问题" 多线程是 Java 编程中一个重要...同步静态方法时会获取该类的“Class”对象,所以当一个线程进入同步的静态方法中时,线程监视器获取类本身的对象锁,其它线程不能进入这个类的任何静态同步方法。