Hi，大家好，我是小米，一个喜欢分享技术的程序员大哥哥！最近有个学弟来找我，说在面试某大厂Java岗位时被问了个问题：“并发编程三要素是什么？在Java中如何保证多线程运行的安全？”学弟被问懵了，不知道怎么答。没关系！今天咱们就来聊聊这个经典问题！ 并发编程三要素是什么？ 在多线程编程中，最重要的三大核心要素是 原子性、可见性 和 有序性。这三个概念是并发编程的基础，掌握它们可以帮助我们更好地理解线程安全问题。 1. 原子性（Atomicity） 原子性指的是一个操作要么完全执行，要么完全不执行，不会出现中间状态。 比如，银行转账时，假设 A 给 B 转100块，分两步： 从 A 的账户扣 100 块； 往 B 的账户加 100 块。 如果这两个操作中间被打断，导致只执行了第一个操作，钱就“丢”了。所以，我们需要保证整个转账操作的原子性。 在 Java 中，synchronized 和 Lock 是保证原子性的重要工具。 2. 可见性（Visibility） 可见性指的是当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够及时知道这个修改。 Java 中每个线程都有自己的工作内存，当线程 A 修改了一个变量，线程 B 并不知道，因为 B 可能还在用它的旧值。这种情况下就会发生数据不一致的问题。 为了解决可见性问题，Java 提供了 volatile 关键字，以及 synchronized 和 Lock 机制。 3. 有序性（Orderliness） 有序性指的是程序的执行顺序按照代码的书写顺序来运行。 不过，在并发编程中，编译器和处理器可能会为了优化性能而重排序，导致程序执行的顺序与代码顺序不同。 Java 提供了 volatile、synchronized 和 内存屏障 来避免重排序问题。 在 Java 中如何保证多线程运行安全？ 多线程的安全问题可以概括为一句话：保证并发访问的共享资源在任何时候都是一致的。接下来，我们看看几种保证线程安全的方式。 1. 使用 synchronized synchronized 是 Java 提供的最基础的锁机制，用于保证同一时刻只有一个线程可以访问某段代码。比如：
上面的 withdraw 和 getBalance 方法都被 synchronized 修饰，保证了对 balance 的访问是线程安全的。 2. 使用 Lock Java 的 java.util.concurrent.locks 包提供了更灵活的锁机制，比如 ReentrantLock。它和 synchronized 的区别在于： 可以尝试加锁（tryLock）； 可以定时加锁； 支持中断。 示例代码：
3. 使用 volatile 当我们只需要保证可见性而不是原子性时，可以使用 volatile。例如：
volatile 确保 running 的修改对其他线程是可见的。 4. 使用 原子类 Java 提供了一系列原子类（AtomicInteger, AtomicLong, 等），用于保证操作的原子性。例如：
这里的 incrementAndGet 方法是线程安全的。 5. 使用线程安全的集合 在并发环境下操作集合时，可以使用 java.util.concurrent 包下的线程安全集合类，比如： ConcurrentHashMap CopyOnWriteArrayList BlockingQueue 示例代码：
这些集合类在内部已经实现了线程安全机制，避免了手动加锁的麻烦。 总结 并发编程三要素： 原子性 - 保证操作不可分割。 可见性 - 保证线程间的修改是可见的。 有序性 - 保证代码按预期顺序执行。 多线程安全的解决方案： 使用 synchronized 或 Lock 来控制线程访问； 使用 volatile 解决可见性问题； 使用原子类处理简单的原子性操作； 使用线程安全的集合类简化开发。 END 希望通过这篇文章，大家能更好地理解并发编程三要素以及如何用 Java 编写线程安全的程序。如果觉得有收获，不要忘了点个赞或者转发给身边的朋友哦！有任何问题，也欢迎在评论区留言，我们一起探讨～ 我是小米，咱们下次见啦！ 我是小米，一个喜欢分享技术的29岁程序员。如果你喜欢我的文章，欢迎关注我的微信公众号“软件求生”，获取更多技术干货！
