多线程系统中如何使用静态变量

总的结论：java是线程安全的，即对任何方法（包括静态方法）都可以不考虑线程冲突，但有一个前提，就是不能存在全局变量。如果存在全局变量，则需要使用同步机制。

如下通过一组对比例子从头讲解：

在多线程中使用静态方法会发生什么事？也就是说多线程访问同一个类的static静态方法会发生什么事？是否会发生线程安全问题？

public class Test {

public static void operation(){

// ... do something

}

}

事实证明只要在静态函数中没有处理多线程共享数据，就不存在着多线程访问同一个静态方法会出现资源冲突的问题。下面看一个例子：

public class StaticThread implements Runnable {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

StaticAction.print();

}

public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 100; i++) {

new Thread(new StaticThread()).start();

}

}

}

public class StaticAction {

public static int i = 0;

public static void print() {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < 10; i++) {

System.out.print("step " + i + " is running.");

sum += i;

}

if (sum != 45) {

System.out.println("Thread error!");

System.exit(0);

}

System.out.println("sum is " + sum);

}

}

实际执行的结果显示各个线程对静态方法的访问是交叉执行的，但是这并不影响各个线程静态方法print()中sum值的计算。也就是说，在此过程中没有使用全局变量的静态方法在多线程中是安全的，静态方法是否引起线程安全问题主要看该静态方法是否对全局变量（静态变量static member）进行修改操作。

在多线程中使用同一个静态方法时，每个线程使用各自的实例字段(instance field)的副本，而共享一个静态字段(static field)。所以说，如果该静态方法不去操作一个静态成员，只在方法内部使用实例字段(instance field)，不会引起安全性问题。

但是，如果该静态方法操作了一个静态变量，则需要静态方法中采用互斥访问的方式进行安全处理。我们来看一下没有使用互斥访问的话会产生怎样的问题：public class StaticAction {

public static int i = 0;

public static void incValue() {

int temp = StaticAction.i;

try {

Thread.sleep(1);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

temp++;

StaticAction.i = temp;

}

}

在多线程系统中，使用静态变量需要谨慎，因为静态变量是所有线程共享的，可能会导致线程安全问题。如果多个线程同时访问同一个静态变量，可能会导致数据不一致或者竞态条件等问题。

为了在多线程系统中使用静态变量，可以采用以下方法：

1. 使用线程安全的静态变量：一些编程语言（如C#）提供了线程安全的静态变量，可以通过这些变量来避免多线程访问时的竞态条件问题。

2. 使用局部静态变量：在函数内部声明一个静态变量，这个变量只在函数内部可见，不会被其他线程访问到。这样可以避免多线程访问时的竞态条件问题。

3. 使用互斥锁或信号量：在访问静态变量的时候，使用互斥锁或信号量来保证同一时间只有一个线程能够访问该变量，从而避免多线程访问时的竞态条件问题。

需要注意的是，使用静态变量时需要考虑多线程访问的安全性，避免出现数据不一致或竞态条件等问题。同时，应该根据具体情况选择合适的方法来使用静态变量。

在多线程系统中，使用静态变量需要考虑线程安全性。由于静态变量在内存中只有一份拷贝，多个线程共享同一个静态变量，因此可能会导致竞争条件和数据不一致的问题。为了确保线程安全性，你可以采取以下措施：

1. 互斥锁（Mutex）：在访问静态变量之前，使用互斥锁来保护对静态变量的读写操作。在每个线程访问静态变量之前，先获取互斥锁，执行完操作后释放锁，这样可以确保每个线程按顺序访问静态变量，避免数据竞争。

2. 原子操作：使用支持原子操作的函数或指令来对静态变量进行读写操作。原子操作是不可中断的操作，保证在多线程环境下的原子性。例如，可以使用原子操作函数或原子指令来进行原子的递增、递减或交换等操作，避免并发访问导致的数据不一致问题。

3. 线程局部存储（Thread-Local Storage）：如果每个线程需要独立的静态变量副本，可以考虑使用线程局部存储。线程局部存储可以为每个线程提供独立的变量副本，避免多线程之间的共享和竞争。不同的编程语言和多线程库提供了不同的线程局部存储机制，可以查阅相关文档了解具体的实现方法。

需要根据具体的编程语言和多线程库来选择合适的方法来使用静态变量，并确保线程安全性。同时，还应该考虑静态变量的初始化和销毁过程，以避免在多线程环境中出现问题。