前段時間看完了《并發(fā)編程的藝術(shù)》，總感覺自己對于并發(fā)缺少一些整體的認識。今天借助《Java并發(fā)編程實踐》，從一些基本概念開始，重新整理一下自己學(xué)過并發(fā)編程。從并發(fā)基礎(chǔ)開始，深入進去，系統(tǒng)學(xué)習(xí)一下并發(fā)編程。

　　編寫線程安全的代碼，核心在于要對狀態(tài)訪問操作進行管理，特別是對共享的(Shared)和可變的(Mutable)狀態(tài)的訪問。對象的狀態(tài)是指存儲在狀態(tài)變量(實例或靜態(tài)域)中的數(shù)據(jù)。對象的狀態(tài)還可能包括其他依賴對象的域。(Map.Entry)

　　一個對象是否需要時線程安全的，取決于該對象是否被多線程訪問。這指的是程序中訪問對象的方式，而不是對象要實現(xiàn)的功能。要使得對象是線程安全的，要采用同步機制來協(xié)同對對象可變狀態(tài)的訪問。Java常用的同步機制是Synchronized，還包括?volatile類型的變量，顯示鎖以及原子變量。

　　線程安全的程序是否完全由線程安全的類構(gòu)成？答案是否定的，完全由線程安全的類構(gòu)成的程序并不一定是線程安全的，線程安全類中也可以包含非線程安全的類。只有當類中僅包含自己的狀態(tài)時，線程安全類才有意義！

什么是線程安全性？

　　當多個線程訪問某個類時，不管運行時環(huán)境采用何種調(diào)度方式或者這些線程將如何交替執(zhí)行，并且在主調(diào)代碼中不需要任何額外的同步或協(xié)同，這個類都能表現(xiàn)出正確的行為，那么這個類就是線程安全的。

　　正確性：某個類的行為與其規(guī)范相一致。(我理解的規(guī)范就是我們在編寫類時，能預(yù)知的狀態(tài)結(jié)果)

原子性

　　競態(tài)條件(Race Condition)：某個計算的正確性取決于多個線程的交替執(zhí)行的時序。(線程的時序不同，產(chǎn)生的結(jié)果可能會不同)

　　“先檢查后執(zhí)行”，即通過一個可能失效的觀測結(jié)果來決定下一步的操作。

　　首先觀察到某個條件為真，然后開始執(zhí)行相關(guān)的程序，但是在多線程的運行環(huán)境中，條件判斷的結(jié)果以及開始執(zhí)行程序中間，觀察結(jié)果可能變得無效(另外一個線程在此期間執(zhí)行了相關(guān)的動作)，從而導(dǎo)致無效。常見的就是(Lazy Singleton)

LazySingleton

　　“讀取-修改-寫入”，基于對象之前的狀態(tài)來定義對象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。即使是volatile修飾的變量，在多線程的環(huán)境里面進行自增操作，同樣會發(fā)生競態(tài)條件，所以volatile不能保證絕對的線程安全(360面試問題)。

　　引用書中定義：假定有兩個操作A和B，如果從執(zhí)行A的線程來看，當另一個線程執(zhí)行B時，要么將B完全執(zhí)行完，要么完全不執(zhí)行B，那么A和B對彼此來說是原子的。原子操作是指：對于訪問同一個狀態(tài)的所有操作(包括該操作本身)來說，這個操作是一個以原子方式執(zhí)行的操作。

加鎖機制

　　在線程安全的定義中，多個線程間的操作無論采用何種執(zhí)行時序或交替方式，都要保證不變性條件不被破壞。當不變性條件中涉及多個變量時，各個變量之間并不是互相獨立的，一個變量發(fā)生變化會對其他變量的值產(chǎn)生約束。因此，一個變量發(fā)生改變，在同一個原子操作里面，其他相關(guān)變量也要更新。

　　內(nèi)置鎖：同步代碼塊(Synchronized Block)包括兩部分：一個作為鎖的對象引用，一個作為由這個鎖保護的代碼塊。關(guān)鍵字Synchronized修飾方法就是一種同步代碼塊，鎖就是方法調(diào)用所在的對象，靜態(tài)的Synchronized方法以Class對象作為鎖。內(nèi)置鎖或監(jiān)視鎖就是以對象作為實現(xiàn)同步的鎖。

　　Java內(nèi)置鎖，進入的唯一途徑是執(zhí)行進入由鎖保護的同步代碼塊或方法。它相當于一種互斥鎖。

　　重入鎖：當一個持有鎖的線程再次請求進入自己持有的鎖時，該請求會成功。"重入"意味著獲取鎖的操作的粒度是“線程”，而不是“調(diào)用”。重入的一種實現(xiàn)方式，為每個鎖關(guān)聯(lián)一個計數(shù)器和線程持有者。

用鎖來保護狀態(tài)

　　由于鎖能使其保護的代碼路徑以串行形式訪問，因此可以通過鎖來構(gòu)造一些協(xié)議以實現(xiàn)對共享狀態(tài)的獨占訪問。

　　對象的內(nèi)置鎖與其狀態(tài)之間沒有內(nèi)在的聯(lián)系，雖然大多數(shù)類都將內(nèi)置鎖用做一種有效的加鎖機制，但對象的域并不一定要通過內(nèi)置鎖來保護。

　　對于每個包含多個變量的不變性條件，其中涉及的所有變量都要使用同一個鎖來保護/同步。

https://www.cnblogs.com/tcming/p/6711506.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的并发基础知识 — 线程安全性的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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