Webシステムは基本的に複数人で同時利用されるのが前提のため、マルチスレッドアクセスを考慮した設計・実装を行う必要があります。業務でJavaの各変数とスレッドセーフについて考える機会があったので、「インスタンス変数とローカル変数の違いとスレッドセーフとの関係」について今回は整理してみようと思います。

Javaでの変数毎のメモリ管理イメージ

上記は変数毎のメモリ管理イメージとなります。Javaではクラス変数やインスタンス変数はヒープ領域と呼ばれる共有メモリ領域へ保存されます。複数のスレッドで共有され別のスレッドに書き換えられる可能性があり，スレッドセーフではありません。対してローカル変数はJavaスタックと呼ばれるスレッド固有メモリ領域へ保存されます。スレッド固有領域なので別のスレッドに書き換えられる可能性はないのでスレッドセーフとなります。

インスタンス変数とは

• サンプルコード
  
  Java

  public class ClassSample{ /** インスタンス変数 */ private String hoge; }

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  public class ClassSample{ /** インスタンス変数 */ private String hoge; }

• メソッドの外に記述します。staticは付けません（staticが付くとクラス変数になります）。
• ヒープ領域と呼ばれる共有メモリ領域へ保存される為、宣言しただけではスレッドセーフにはなりません。
• スレッドセーフを保つ為には初期化する必要があります。
  • コンスラクタで初期化
  • インスタンス宣言時に初期化
  • 最初のget時に初期化
• 他のスレッドからの更新を防ぐ為、修飾子はprivateにする必要があります。
• 当該クラス内の任意のメソッドから参照可能となります。

ローカル変数とは

• サンプルコード
  
  Java

  public class ClassSample{ public static void methodSample(){ // ローカル変数 int num = 1; } }

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  public class ClassSample{ public static void methodSample(){ // ローカル変数 int num = 1; } }

• メソッド内に記述します。
• そのメソッドが実行中の間だけ有効となります。
• Javaスタックと呼ばれるスレッド固有メモリ領域へ保存される為、スレッドセーフとなります。