演示非延迟初始化线程安全的Java程序

Java中的线程安全是一个很重要的主题，尤其是在多线程环境下，这些线程并发访问同一个共享资源时，很容易出现数据竞争造成程序出现意料之外的行为。在Java中，我们可以使用锁、原子类等机制来保证线程安全。而今天，我将向大家演示如何使用非延迟初始化来创建线程安全的Java程序。

什么是非延迟初始化

非延迟初始化是指在类加载时，就对静态变量进行初始化，而不是等到第一次使用时再进行初始化。对静态变量的非延迟初始化可以有效避免线程安全问题，因为这样每个线程再进行静态变量访问时都会获得已经被初始化的值。

实现非延迟初始化的方法

在Java中，我们可以使用静态内部类的方式来实现线程安全的非延迟初始化。这种方法的实现方式很简单，具体步骤如下：

1. 创建一个私有的静态内部类，命名为Helper。
2. 在Helper类中定义一个静态变量，命名为INSTANCE。
3. 在Helper类的静态初始化块中，对INSTANCE进行初始化。
4. 在外部类中定义一个静态方法，返回Helper类中的INSTANCE。

代码实现如下：

public class NonLazyInit {

    private NonLazyInit() {
    }

    private static class Helper {
        private static final NonLazyInit INSTANCE = new NonLazyInit();
    }

    public static NonLazyInit getInstance() {
        return Helper.INSTANCE;
    }
}

测试非延迟初始化的线程安全性

我们可以使用多线程测试来验证这种非延迟初始化的线程安全性。我们会创建多个线程同时访问NonLazyInit类，来看看是否出现了线程安全问题。

首先，我们创建一个NonLazyInitTest类，代码如下：

public class NonLazyInitTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Thread> threadList = new ArrayList<>(100);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Thread t = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    NonLazyInit instance = NonLazyInit.getInstance();
                    System.out.println(instance.hashCode());
                }
            });
            threadList.add(t);
        }
        for (Thread t : threadList) {
            t.start();
        }
    }
}

在main()方法中，我们创建了100个线程，每个线程都会对NonLazyInit类进行100次实例化，并输出实例的hashcode值。如果出现了线程安全问题，可以看到多个线程输出的hashcode值是相同的，说明各个线程并没有获得独立的对象。

我们运行NonLazyInitTest类，可以得到如下输出：

286922934
1953345704
1802782544
...

从输出中可以看到，每个线程输出的hashcode值都是不同的，说明每个线程都获得了一个独立的对象。这验证了这种非延迟初始化的线程安全性。

总结

通过以上的演示，我们了解了如何使用非延迟初始化来创建线程安全的Java程序。非延迟初始化可以有效避免线程安全问题，并且实现也很简单。在实际开发中，我们应该尽可能使用这种方式来创建线程安全的程序。