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Java多线程与GC的关系

WBOY

发布： 2024-04-11 14:21:01

原创

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多线程影响 gc，导致内存可见性问题，影响 gc 效率。为了减轻影响，可采取以下措施：使用同步机制确保共享数据并发访问安全；减少共享数据量，降低内存可见性问题可能性；使用并发数据结构处理并发访问。

Java多线程与GC的关系

Java 多线程与 GC 的关系

多线程对 GC 的影响

多线程会导致内存可见性问题，这可能会影响 GC 的效率。当多个线程并发访问共享数据时，如果没有适当的同步，可能会导致以下问题：

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脏读：一个线程读取到另一个线程尚未写入完成的数据。
脏写：一个线程写入正在被另一个线程读取的数据。
死锁：两个或多个线程互相等待彼此释放锁。

这些问题可能会导致 GC 引用错误或失效的对象，从而造成应用程序不稳定甚至崩溃。

如何减轻多线程对 GC 的影响

为了减轻多线程对 GC 的影响，可以采取以下措施：

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使用同步机制：使用 synchronized 关键字或 java.util.concurrent 包中的类来确保对共享数据的并发访问是安全的。
减少共享数据量：尽量减少线程之间共享的数据量，以降低内存可见性问题发生的可能性。
使用并发数据结构：使用为并发设计的数据结构，例如 ConcurrentHashMap，以处理并发访问。

实战案例

以下是一个实战案例，展示了多线程对 GC 的影响：

class SharedCounter {
    private int count = 0;

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void increment() {
        count++;
    }
}

public class MultithreadedCounter {

    public static void main(String[] args) {
        final SharedCounter counter = new SharedCounter();

        // 创建 10 个线程并发地增加计数器
        Thread[] threads = new Thread[10];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100000; j++) {
                    counter.increment();
                }
            });
        }

        // 启动所有线程
        for (Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }

        // 等待所有线程完成
        for (Thread thread : threads) {
            try {
                thread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 打印计数器的值
        System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
    }
}

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预期输出：

Final count: 1000000

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解释：

此示例创建了一个共享的计数器对象，该对象由 10 个线程并发地增加。由于没有使用同步机制，线程可能会并发地将不同的值写入 count 字段，这可能导致脏写问题。在这种情况下，预期输出应为 1000000，但实际输出可能会有所不同，这取决于线程调度和 GC 的行为。

通过添加同步块，可以确保对 count 字段的并发访问是安全的，从而避免脏写问题。更新后的代码如下：

class SharedCounter {
    private int count = 0;

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

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