【JAVA】_001_多线程之线程安全

1.认识线程安全

怎么产生的线程安全？

• 多个线程共享同一全局变量，做写操作时，如不做其他干预，可能会受其他线程干扰，导致数据错乱。

怎么解决线程安全？

• 既然是多个线程对同一资源做写操作，那我们只要保证当A线程操作时B线程不能参与进来即可，JAVA中一般采用同步机制解决。

1.1.线程安全三大特性

1.1.1.原子性：

• 原子性是指操作不可分割，表现在对于共享变量的操作应该是不可分的，必须连续完成

  如：a++操作，实际上JVM会分三步完成

  1.读取a的值

  2.a值+1

  3.将值赋予变量a

  • 期间任何一个操作异常都可能导致a值被篡改，出现线程安全问题。

• 如果业务中有需要变量++的操作，岂不是都需加锁保证原子性？在JAVA1.8中有如下原子类

  

  jdk1.5中推荐使用AutomicInteger原子类，java1.8推荐使用LongAdder

  ​ 原子类底层采用CAS无锁机制，天生免疫死锁。

1.1.2.有限性：

• 有序性是指程序在执行的时候，程序的代码执行顺序和语句的顺序是一致的。

  疑问：那为什么会出现不一致现象呢？

  • 由于重排序的缘故，执行程序时，为提高性能，编译器和处理器会对指令进行重排序
  • 重排序不会影响单线程的执行结果，但是在并发情况下，可能会出现诡异的BUG。

1.1.3.可见性：

• 可见性是一线程对共享变量的修改，另一个线程能够立即看到。

  JAVA内存模型(JMM)：JVM为了提高程序的执行效率，会对我们的程序进行优化，把经常需要被访问的变量存储在我们的缓存当中，也就是CPU中的寄存器（Cache）里，而避免直接去内存里读。多线程操作数据时，分为主内存和私有内存，如下图

  

1.2.锁机制（JVM锁）

synchronized 关键字：

• 用法：可在代码块和方法函数中加上改关键字。
• 静态同步函数使用的是当前字节码文件，而非静态同步函数是this锁。
• 线程执行成功后或执行过程中发生异常都会自动释放锁
• 在保证线程安全的同时会导致其它线程的阻塞

​ 缺点：效率较低，扩展性不高，不能自定义。

lock锁：

• 用法：ReentrantLock lock= new ReentrantLock();
  • 使用lock.lock();上锁，使用lock.unlock();释放锁。
  • 1、线程取锁失败后会进入等待状态，超过指定时间后会直接返回false，而不会像synchronized一样阻塞其它线程
    2、程序执行完毕或者出现异常时需要手动释放锁，否则会出现死锁
    3、可中断锁
    4、默认采用非公平锁，根据需求可以设置成公平锁，而synchronized只能是非公平锁
    公平锁：线程取锁失败后会进入等待队列，先进入队列的线程会先获得锁
    非公平锁：线程取锁失败后会进入等待队列，但等待线程取锁的概率是随机的

1.3.总结

• 了解线程安全是什么

• 了解原子类

• 了解synchronized 关键字

• 了解lock锁