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局部变量-线程安全

news 2025/6/6 19:26:25

1. 局部变量是线程安全的

局部变量是线程安全的，因为它们存在于每个线程自己的**调用栈（栈帧）**中。
没有共享就没有并发问题，这是最本质的线程安全策略之一。
线程封闭技术是高效避免并发问题的关键思路之一，广泛应用于数据库连接池等场景。

1.1. 方法执行的流程

示例代码：

// 返回斐波那契数列
int[] fibonacci(int n) {// 创建结果数组int[] r = new int[n];// 初始化第一、第二个数r[0] = r[1] = 1;  // ①// 计算 2..nfor(int i = 2; i < n; i++) {r[i] = r[i-2] + r[i-1];}return r;
}

int a = 7；
int[] b = fibonacci(a);
int[] c = b;

当你调用 fibonacci(a) 的时候，CPU 要先找到方法 fibonacci() 的地址，然后跳转到这个地址去执行代码，最后 CPU 执行完方法 fibonacci() 之后，要能够返回。首先找到调用方法的下一条语句的地址：也就是int[] c=b;的地址，再跳转到这个地址去执行。

方法并不是 CPU 原生支持的概念，实际是编译器把方法翻译成一条条机器指令。

通过 CPU 的堆栈寄存器（经常称为调用栈），找到调用方法的参数和返回地址。

调用栈：

栈帧和方法是同生共死的。

方法调用流程：

- 调用前将参数压栈
- 跳转到方法地址执行
- 执行完后返回，对应的栈帧自动弹出

1.2. 调用栈与线程

每个线程有自己独立的调用栈（Call Stack）。
每次方法调用，会创建一个栈帧（Stack Frame）：

- 保存：方法参数、局部变量、返回地址等。
- 方法执行完，栈帧出栈，局部变量随之销毁。

结论：局部变量存在于各线程自己的调用栈中，天然线程隔离，不存在共享，也就没有并发问题。

1.3. 线程封闭

概念：数据仅在单线程内访问，无需加锁也不会出现并发问题。

局部变量的线程封闭：

典型例子，天然封闭在栈帧内。

应用案例：

数据库连接池中的 Connection：

- 并不是线程安全的对象
- 但连接池通过“每个线程持有一个 Connection，不共享”来实现线程封闭，避免并发问题。

堆vs栈：

类型	存储位置	生命周期	是否线程安全
局部变量	调用栈	方法调用期间	✅ 是（线程私有）
对象（new）	堆	手动控制（GC）	❌ 否（需加锁或隔离）