【高并發】面試官問我：為啥局部變量是線程安全的？
作者個人研發的在高并發場景下，提供的簡單、穩定、可擴展的延遲消息隊列框架，具有精準的定時任務和延遲隊列處理功能。自開源半年多以來，已成功為十幾家中小型企業提供了精準定時調度方案，經受住了生產環境的考驗。為使更多童鞋受益，現給出開源框架地址：
https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay
寫在前面
相信很多小伙伴都知道局部變量是線程安全的，那你知道為什么局部變量是線程安全的嗎?
前言
多個線程同時訪問共享變量時，會導致并發問題。那么，如果將變量放在方法內部，是不是還會存在并發問題呢?如果不存在并發問題，那么為什么不會存在并發問題呢?
著名的斐波那契數列
記得上學的時候，我們都會遇到這樣一種題目，打印斐波那契數列。斐波那契數列是這樣的一個數列：1、1、2、3、5、8、13、21、34...，也就是說第1項和第2項是1，從第3項開始，每一項都等于前2項之和。我們可以使用下面的代碼來生成斐波那契數列。
- //生成斐波那契數列
- public int[] fibonacci(int n){
- //存放結果的數組
- int[] result = new int[n];
- //數組的第1項和第2項為1
- result[0] = result[1] = 1;
- //計算第3項到第n項
- for(int i = 2; i < n; i++){
- result[i] = result[i-2] + result[i-1];
- }
- return result;
- }
假設此時有很多個線程同時調用fibonacci()方法來生成斐波那契數列，對于方法中的局部變量result，會不會存在線程安全的問題呢?答案是：不會!!
接下來，我們就深入分析下為什么局部變量不會存在線程安全的問題!
方法是如何被執行的?
我們以下面的三行代碼為例。
- int x = 5;
- int[] y = fibonacci(x);
- int[] z = y;
當我們調用fibonacci(x)時，CPU要先找到fibonacci()方法的地址，然后跳轉到這個地址去執行代碼，執行完畢后，需要返回并找到調用方法的下一條語句的地址，也就是int[] z = y的地址，再跳到這個地址去執行。我們可以將這個過程簡化成下圖所示。
這里需要注意的是：CPU會通過堆棧寄存器找到調用方法的參數和返回地址。
例如，有三個方法A、B、C，調用關系為A調用B，B調用C。在運行時，會構建出相應的調用棧，我們可以用下圖簡單的表示這個調用棧。
每個方法在調用棧里都會有自己獨立的棧幀，每個棧幀里都有對應方法需要的參數和返回地址。當調用方法時，會創建新的棧幀，并壓入調用棧;當方法返回時，對應的棧幀就會被自動彈出。
我們可以這樣說：棧幀是在調用方法時創建，方法返回時“消亡”。
局部變量存放在哪里?
局部變量的作用域在方法內部，當方法執行完，局部變量也就沒用了。可以這么說，方法返回時，局部變量也就“消亡”了。此時，我們會聯想到調用棧的棧幀。沒錯，局部變量就是存放在調用棧里的。此時，我們可以將方法的調用棧用下圖表示。
很多人都知道，局部變量會存放在棧里。如果一個變量需要跨越方法的邊界，就必須創建在堆里。
調用棧與線程
兩個線程就可以同時用不同的參數調用相同的方法。那么問題來了，調用棧和線程之間是什么關系呢?答案是：每個線程都有自己獨立的調用棧。我們可以使用下圖來簡單的表示這種關系。
此時，我們再看下文中開頭的問題：Java方法內部的局部變量是否存在并發問題?答案是不存在并發問題!因為每個線程都有自己的調用棧，局部變量保存在線程各自的調用棧里，不會共享，自然也就不存在并發問題。
線程封閉
方法里的局部變量，因為不會和其他線程共享，所以不會存在并發問題。這種解決問題的技術也叫做線程封閉。官方的解釋為：僅在單線程內訪問數據。由于不存在共享，所以即使不設置同步，也不會出現并發問題!
好了，今天就到這兒吧，我是冰河，我們下期見!!
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