Java多線程編程中數(shù)據(jù)安全的應(yīng)用研究

摘 要：隨著各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，Java多線程編程技術(shù)在很多開發(fā)工作中得到非常廣泛的應(yīng)用，其能夠有效實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的多線程，并將其予以執(zhí)行，對于程序的執(zhí)行效率的提升具有非常重要的作用，本文就主要對其多線程機(jī)制予以簡單介紹，并在此基礎(chǔ)上，對其多線程編程中的數(shù)據(jù)安全的應(yīng)用研究予以簡單分析，對于實(shí)際的Java多線程編程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：Java多線程編程；數(shù)據(jù)安全；應(yīng)用研究

中圖分類號：TP311.10

Java多線程機(jī)制的顯著優(yōu)點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)線程的并行執(zhí)行，對于程序執(zhí)行效率的提升具有非常重要的作用，但是在其編程過程中，由于并發(fā)執(zhí)行的線程比較多，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)嚴(yán)重問題就是數(shù)據(jù)安全問題，在資源共享的過程中，如何保證其數(shù)據(jù)安全，是一個(gè)值得關(guān)注的問題，本文就主要針對此予以簡單分析研究。

1 Java多線程機(jī)制

目前的計(jì)算機(jī)架構(gòu)中，一個(gè)非常重要的模型就是多線程編程模型，在實(shí)際的應(yīng)用中，要想CPU性能的發(fā)揮最優(yōu)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改變多線程編程模型為主的并行處理系統(tǒng)及其并發(fā)式的應(yīng)用程序是非常必要的，最大限度的應(yīng)用CPU資源是多線程編程的最主要的目的，有利于提升其程序的執(zhí)行效率，并且在Java多線程機(jī)制中，可以創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立的線程，并且能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)線程的同步，能夠?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)的同步執(zhí)行，在資源共享及防鎖死程序中，應(yīng)用該機(jī)制具有非常重要的作用。

在Java多線程的創(chuàng)建過程中，主要有三個(gè)步驟，即：線程的創(chuàng)作階段、線程的工作指定階段以及線程的斃掉階段。在實(shí)際的Java線程編程過程中，采用的編程形式有兩種，一種是建立起Runnable接口類，在該方式中，由于Java不能進(jìn)行多繼承性，想要類通過線程方式運(yùn)行，并且實(shí)現(xiàn)其他類的繼承，就需要應(yīng)用run（）來實(shí)現(xiàn)Runnnable接口，這種方法就是線程的主函數(shù)；另一種創(chuàng)建編程形式就是所創(chuàng)建的類通過繼承Thread類實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用該線程進(jìn)行run（）的重載。

不同的程序運(yùn)行方式，會(huì)產(chǎn)生不同的運(yùn)行結(jié)果，這主要是因?yàn)檠h(huán)中存在著隨機(jī)暫停，另一方面是由于線程的執(zhí)行時(shí)間不能嚴(yán)格控制，所以在進(jìn)程執(zhí)行的過程中，如果是通過時(shí)間表來安排進(jìn)程的執(zhí)行，就要求與Java相聯(lián)系的所有進(jìn)程都具有一個(gè)優(yōu)先級，這是各個(gè)進(jìn)程相聯(lián)系的關(guān)鍵所在，在其優(yōu)先級設(shè)置過程中，需要注意下列幾點(diǎn)問題：（1）可以通過setpriority（）的調(diào)用來改變線程的優(yōu)先級；（2）父線程的優(yōu)先級要能夠被子線程繼承；（3）在優(yōu)先級的確定過程中，需要應(yīng)用1-10的整數(shù)。

Java程序的執(zhí)行過程中，是從最高優(yōu)先級的程序開始執(zhí)行的，在程序編寫的過程中，要對其優(yōu)先級的級別予以充分的考慮，整個(gè)程序運(yùn)行過程中，較高優(yōu)先級別會(huì)隨著其運(yùn)行狀態(tài)的改變，進(jìn)入到休眠期，而不影響到較低優(yōu)先級別的程序的運(yùn)行，這對于保障整個(gè)程序塊的良好運(yùn)行是非常必要的，這就需要在多線程程序設(shè)計(jì)過程中具有良好的分配優(yōu)先級的能力，保證程序的優(yōu)先級與其價(jià)值相對應(yīng)，這也是Java多線程機(jī)制中非常重要的一點(diǎn)。

2 Java多線程編程中的數(shù)據(jù)安全

2.1 線程對象中的數(shù)據(jù)安全

在Java應(yīng)用程序中，對于靜態(tài)變量、普通變量及類成員變量可以應(yīng)用訪問權(quán)限修飾符private、public及protected等對其變量的訪問予以控制，但是在實(shí)際的Java多線程程序中，應(yīng)用這些常規(guī)的數(shù)據(jù)保護(hù)措施難以有效的保證數(shù)據(jù)安全，如下列代碼：

其運(yùn)行結(jié)果不符合要求，對導(dǎo)致這種情況發(fā)生的主要原因進(jìn)行簡單分析，線程對象在t1在調(diào)用start（）方法之后，就立即將str的值輸出，而run（）方法中，沒有執(zhí)行到str的相關(guān)賦值語句，要想有效的防止出現(xiàn)這種情況，就需要在run（）方法執(zhí)行結(jié)束之后，在執(zhí)行輸出str的相關(guān)程序，這就涉及到Java多線程程序異步執(zhí)行機(jī)制所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)安全問題，可以應(yīng)用Thread類的join（）方法來解決這一問題，其作用主要是等待線程執(zhí)行完畢，使線程的執(zhí)行順序從異步執(zhí)行編程同步執(zhí)行，就能夠有效的保證普通對象中的數(shù)據(jù)安全，對上述代碼進(jìn)行如下的改進(jìn)：

上述程序的運(yùn)行結(jié)果為：

線程Thead-0中的成員變量str為：這是成員變量的數(shù)據(jù)。

線程Thead-1中的成員變量str為：這是成員變量的數(shù)據(jù)。

2.2 Java多線程通信中的數(shù)據(jù)安全

在應(yīng)用Java多線程機(jī)制，執(zhí)行多線程程序的過程中，由于存在多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的線程，在實(shí)際運(yùn)行過程中，一旦各個(gè)線程之間具有相互依賴或者是次序上的關(guān)系，就需要進(jìn)行各個(gè)線程之間的通信與協(xié)調(diào)，以便于其能夠在實(shí)際工作中共同來完成某一特定的任務(wù)，而在多線程的通信過程中，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是要能夠保證各個(gè)線程交互中的相關(guān)數(shù)據(jù)的安全性。在實(shí)際應(yīng)用中，Java中的多線程通信主要通過管道流與共享變量兩種方式來實(shí)現(xiàn)，如果采用共享變量的方法來實(shí)現(xiàn)多線程間的通信，為了保障各個(gè)線程通信過程中的數(shù)據(jù)安全，Java中主要提供了三種解決線程間通信問題的方法，分別為：notifyAll（）、wait（）、notify（），也可以應(yīng)用ThreadLocal類來實(shí)現(xiàn)，這種方法主要應(yīng)用于由于多線程中的數(shù)據(jù)并發(fā)所產(chǎn)生的不一致的問題，在該類中，會(huì)為每個(gè)線程中的并發(fā)訪問數(shù)據(jù)提供一個(gè)副本，業(yè)務(wù)的運(yùn)行是通過副本來實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

Java多線程編程中需要注意的一個(gè)非常重要的問題就是保證數(shù)據(jù)安全，這對于其安全運(yùn)行是非常必要的，本文就主要結(jié)合相關(guān)實(shí)例，對其線程對象及共享資源中的數(shù)據(jù)安全進(jìn)行了簡單分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋慶清，任衛(wèi)東.Java多線程編程中數(shù)據(jù)安全的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2012（09）.

作者簡介：張曉麗（1976.10-），女，河北保定人，教研室主任，講師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：計(jì)算機(jī)教學(xué)。

作者單位：河套學(xué)院中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000