Java并发编程实战第一部分基础知识（一）线程安全性

忘是亡心i 2024-04-18 16:32 86阅读 0赞

# 线程安全性 #

一个对象是否需要是线程安全的，取决于它是否被多个线程访问。这指的是在程序中访问对象的方式，而不是对象要实现的功能。要使得对象是线程安全的，需采用同步机制来协同对对象可变状态的访问。  
当多个线程访问某个状态变量并且其中有一个线程执行写入操作时，必须采用同步机制来协同这些线程对变量的访问。Java中主要同步机制关键字synchronized，提供一种独特的加锁方式，但同步还包括volatile类型的变量，显示锁以及原子变量。  
当多个线程访问同一个可变的状态变量时没有同步，那么程序就会出错。有3种方法解决

1.  不在线程之间共享该状态变量。
2.  将该状态变量修改为不可变的变量。
3.  在访问该变量时使用同步。

## 什么是线程安全 ##

当多个线程访问某个类时，不管运行时采用何种调度方式或者线程实如何叫体制性的，并且在代码中不需要额外的同步和协同，这个类能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。  
在线程安全类种封装了同步机制，所以无需进一步采用同步措施。  
无状态对象一定是线程安全的。

## 原子性 ##

假设有两个操作A和B，从执行A的线程来看，当另一个线程执行B时，要么B全部执行完，要不完全不执行B，那么A和B对彼此来说是原子的。原子造作是指，对于访问同一个状态的所有操作（包括该操作本身）来说，这个操作是一个以原子方式执行的操作。  
在实际情况在，尽可能使用现有的线程安全对象（例如java.util.concurrent.atomic包种包含了一些原子变量类，AtomicLong）来管理类的状态。与非线程安全的对象相比，判断线程安全对象的可能状态及其状态转换情况要更为容易，从而也更容易维护和验证线程安全性。

## 加锁机制 ##

Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性：同步代码块（synchronized block）。  
同步代码块包括两部分：一个作为锁的对象引用，一个作为由这个锁保护的代码块。  
静态的synchronized方法以Class对象作为锁。  
每个Java对象都可以用做一个实现同步的锁，这些锁被称为内置锁。线程在进入同步代码块自动获得锁，退出同步代码块自动释放锁。  
两个方法可以退出：1.正常退出，即执行完毕。2.抛出异常退出。  
获取锁的唯一途径就是进入同步代码块。  
**重入**：内置锁是可重入的，如果某个线程请求一个已经由它自己持有的锁，那么这个请求就会成功。  
重入的一种实现方式：为每个锁关联一个计数值和一个所有者线程，当计数值为0时，说明该锁没有被任何线程持有，当一个线程请求一个没有被持有的锁，JVM就会几下锁的持有者，并且计数值+1，如果同一个线程再次请求这个锁，再+1，当退出，即-1，当计数值为0，释放锁。