我们一遍一遍重复再重复地讲到，多个线程同时访问共享变量的时候，会导致并发问题。那在 Java 语言里，是不是所有变量都是共享变量呢？工作中我发现不少同学会给方法里面的局部变量设置同步，显然这些同学并没有把共享变量搞清楚。那 Java 方法里面的局部变量是否存在并发问题呢？
Java代码 
/*** 线程安全问题模拟执行* ------------------------------* 线程1 | 线程2* ------------------------------* static_i = 4; | 等待* static_i = 10; | 等待* 等待 | static_i = 4;* static_i * 2; | 等待* -----------------------------* */public class Test implements Runnable{private static int static_i;//静态变量public void run(){static_i = 4;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取static_i 的值:" + static_i);static_i = 10;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取static_i*3的值:" + static_i * 2);}public static void main(String[] args){Test t = new Test();//启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题for (int i = 0; i < 3000; i++){//t可以换成new Test(),保证每个线程都在不同的对象中执行，结果一样new Thread(t, "线程" + i).start();}}}
写道
[线程27]获取static_i 的值:4[线程22]获取static_i*2的值:20[线程28]获取static_i 的值:4[线程23]获取static_i*2的值:8[线程29]获取static_i 的值:4[线程30]获取static_i 的值:4[线程31]获取static_i 的值:4[线程24]获取static_i*2的值:20
Java代码
public class Test implements Runnable{private int instance_i;//实例变量public void run(){instance_i = 4;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取instance_i 的值:" + instance_i);instance_i = 10;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取instance_i*3的值:" + instance_i * 2);}public static void main(String[] args){Test t = new Test();//启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题for (int i = 0; i < 3000; i++){//每个线程对在对象t中运行，模拟单例情况new Thread(t, "线程" + i).start();}}}
[线程66]获取instance_i 的值:10[线程33]获取instance_i*2的值:20[线程67]获取instance_i 的值:4[线程34]获取instance_i*2的值:8[线程35]获取instance_i*2的值:20[线程68]获取instance_i 的值:4
Java代码
public class Test implements Runnable{public void run(){int local_i = 4;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取local_i 的值:" + local_i);local_i = 10;System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName()+ "]获取local_i*2的值:" + local_i * 2);}public static void main(String[] args){Test t = new Test();//启动尽量多的线程才能很容易的模拟问题for (int i = 0; i < 3000; i++){//每个线程对在对象t中运行，模拟单例情况new Thread(t, "线程" + i).start();}}}
静态方法是线程安全的
先看一个类
public class Test{public static String hello(String str){String tmp="";tmp = tmp+str;return tmp;}}
hello方法会不会有多线程安全问题呢？没有！！
静态方法如果没有使用静态变量，则没有线程安全问题。
为什么呢？因为静态方法内声明的变量，每个线程调用时，都会新创建一份，而不会共用一个存储单元。比如这里的tmp,每个线程都会创建自己的一份，因此不会有线程安全问题
注意，静态变量，由于是在类加载时占用一个存储区，每个线程都是共用这个存储区的，所以如果在静态方法里使用了静态变量，这就会有线程安全问题！
下面我们就再结合一个例子剖析下这个问题。
比如，下面代码里的 fibonacci() 这个方法，会根据传入的参数 n ，返回 1 到 n 的斐波那契数列，斐波那契数列类似这样：1、1、2、3、5、8、13、21、34……第 1 项和第 2 项是 1，从第 3 项开始，每一项都等于前两项之和。在这个方法里面，有个局部变量：数组 r用来保存数列的结果，每次计算完一项，都会更新数组 r 对应位置中的值。你可以思考这样一个问题，当多个线程调用 fibonacci() 这个方法的时候，数组 r 是否存在数据竞争（DataRace）呢？
// 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;}
你自己可以在大脑里模拟一下多个线程调用 fibonacci() 方法的情景，假设多个线程执行到① 处，多个线程都要对数组 r 的第 1 项和第 2 项赋值，这里看上去感觉是存在数据竞争的，不过感觉再次欺骗了你。
其实很多人也是知道局部变量不存在数据竞争的，但是至于原因嘛，就说不清楚了。
那它背后的原因到底是怎样的呢？要弄清楚这个，你需要一点编译原理的知识。你知道在CPU 层面，是没有方法概念的，CPU 的眼里，只有一条条的指令。编译程序，负责把高级语言里的方法转换成一条条的指令。所以你可以站在编译器实现者的角度来思考“怎么完成方法到指令的转换”。
方法是如何被执行的
高级语言里的普通语句，例如上面的r[i] = r[i-2] + r[i-1];翻译成 CPU 的指令相对简单，可方法的调用就比较复杂了。例如下面这三行代码：第 1 行，声明一个 int 变量a；第 2 行，调用方法 fibonacci(a)；第 3 行，将 b 赋值给 c。
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。你可以参考下面这个图再加深一下理解。
方法的调用过程
到这里，方法调用的过程想必你已经清楚了，但是还有一个很重要的问题，“CPU 去哪里找到调用方法的参数和返回地址？”如果你熟悉 CPU 的工作原理，你应该会立刻想到：通过 CPU 的堆栈寄存器。CPU 支持一种栈结构，栈你一定很熟悉了，就像手枪的弹夹，先入后出。因为这个栈是和方法调用相关的，因此经常被称为调用栈。
例如，有三个方法 A、B、C，他们的调用关系是 A->B->C（A 调用 B，B 调用 C），在运行时，会构建出下面这样的调用栈。每个方法在调用栈里都有自己的独立空间，称为栈帧，每个栈帧里都有对应方法需要的参数和返回地址。当调用方法时，会创建新的栈帧，并压入调用栈；当方法返回时，对应的栈帧就会被自动弹出。也就是说，栈帧和方法是同生共死的。
调用栈结构
利用栈结构来支持方法调用这个方案非常普遍，以至于 CPU 里内置了栈寄存器。虽然各家编程语言定义的方法千奇百怪，但是方法的内部执行原理却是出奇的一致：都是靠栈结构解决的。Java 语言虽然是靠虚拟机解释执行的，但是方法的调用也是利用栈结构解决的。
局部变量存哪里？
我们已经知道了方法间的调用在 CPU 眼里是怎么执行的，但还有一个关键问题：方法内的局部变量存哪里？
局部变量的作用域是方法内部，也就是说当方法执行完，局部变量就没用了，局部变量应该和方法同生共死。此时你应该会想到调用栈的栈帧，调用栈的栈帧就是和方法同生共死的，所以局部变量放到调用栈里那儿是相当的合理。事实上，的确是这样的，局部变量就是放到了调用栈里。于是调用栈的结构就变成了下图这样。
保护局部变量的调用栈结构
这个结论相信很多人都知道，因为学 Java 语言的时候，基本所有的教材都会告诉你 new出来的对象是在堆里，局部变量是在栈里，只不过很多人并不清楚堆和栈的区别，以及为什么要区分堆和栈。现在你应该很清楚了，局部变量是和方法同生共死的，一个变量如果想跨越方法的边界，就必须创建在堆里。
调用栈与线程
两个线程可以同时用不同的参数调用相同的方法，那调用栈和线程之间是什么关系呢？答案是：每个线程都有自己独立的调用栈。因为如果不是这样，那两个线程就互相干扰了。如下面这幅图所示，线程 A、B、C 每个线程都有自己独立的调用栈。
线程与调用栈的关系图
现在，让我们回过头来再看篇首的问题：Java 方法里面的局部变量是否存在并发问题？现在你应该很清楚了，一点问题都没有。因为每个线程都有自己的调用栈，局部变量保存在线程各自的调用栈里面，不会共享，所以自然也就没有并发问题。再次重申一遍：没有共享，就没有伤害。
线程封闭
方法里的局部变量，因为不会和其他线程共享，所以没有并发问题，这个思路很好，已经成为解决并发问题的一个重要技术，同时还有个响当当的名字叫做线程封闭，比较官方的解释是：仅在单线程内访问数据。由于不存在共享，所以即便不同步也不会有并发问题，性能杠杠的。
采用线程封闭技术的案例非常多，例如从数据库连接池里获取的连接 Connection，在JDBC 规范里并没有要求这个 Connection 必须是线程安全的。数据库连接池通过线程封闭技术，保证一个 Connection 一旦被一个线程获取之后，在这个线程关闭 Connection 之前的这段时间里，不会再分配给其他线程，从而保证了 Connection 不会有并发问题。
总结
调用栈是一个通用的计算机概念，所有的编程语言都会涉及到，Java 调用栈相关的知识，我并没有花费很大的力气去深究，但是靠着那点 C 语言的知识，稍微思考一下，基本上也就推断出来了。工作了十几年，我发现最近几年和前些年最大的区别是：很多技术的实现原理我都是靠推断，然后看源码验证，而不是像以前一样纯粹靠看源码来总结了。
建议你也多研究原理性的东西、通用的东西，有这些东西之后再学具体的技术就快多了。
课后思考
常听人说，递归调用太深，可能导致栈溢出。你思考一下原因是什么？有哪些解决方案呢？
来自：极客时间
