Java并发编程实战-1基础知识_线程安全

Publish: 2018/7/23   

• Java 并发编程实战

线程安全性

如果当多个线程访问同一个可变的状态变量时，没有使用合适的同步，程序就会出现错误，有三种方法修复这个问题？

• 不在线程之间共享该状态变量
• 将状态变量修改为不可变的变量
• 在访问状态变量时使用同步

编写并发代码原则

首先代码正确运行，然后提高代码的速度，最好只是当性能测试结果表明这种优化在实际环境中确实能带来性能提升时，才进行优化。

什么是线程安全性？

当多个线程访问某个类时，不管运行时环境采用何种调动方式或者这些线程将如何交替执行，并且在主调代码中不需要任何额外的同步或协同，这个类都能表现出正确的行为(不变性条件)，那么就称这个类是线程安全的。

• 无状态对象一定是线程安全的

原子性

一组语句作为一个不可分割的单元被执行

竞态条件

破坏原子性的情况：产生竞态条件

• 先检查后执行
• 读取-修改-写入

复合操作

包含了一组必须以原子方式执行的操作以确保线程安全性

在实际情况中，应尽可能地使用现有的线程安全对象来管理类的状态

加锁机制

要保持状态的一致性，就需要在单个原子操作中更新所有相关的状态变量。

内置锁

Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性：同步代码块(以关键字Synchronized修饰)

包括两个部分
* 一个作为锁的对象引用
    * 普通锁的对象引用是调用所在的对象
    * 静态锁的对象引用是Class 
* 一个作为由这个锁保护的代码块

获得内置锁的唯一途径就是进入由这个锁保护的同步代码块或方法

重入

内置锁是可重入的：某个线程试图获得一个已经由它自己持有的锁，那么这个请求就会成功

重入意味着获取锁的操作的粒度是’线程’，而不是’调用’

public class Widget{
    public synchronized void doSomething(){}
}

public class LoggingWidget extends Widget{
    public synchronized void doSomething(){
        //如果内置锁不可重入，将发生死锁
        super.doSomething    
    }
}

用锁来保护状态

• 对于可能被多个线程同时访问的可变状态变量，在访问它时都需要持有同一个锁，在这种情况下，我们称状态变量是由这个锁保护的。
• 每个共享的和可变的变量都应该只由一个锁来保护，从而使维护人员知道是哪一个锁。
• 对于每个包含多个变量的不变性条件，其中涉及的所有变量都需要由同一个锁来保护。

活跃性与性能

• 通常，在简单性与性能之间存在者相互制约因素。当实现某个同步策略时，一定不要盲目地为了性能而牺牲简单性(这可能破坏安全性)。
• 当执行事件较长的计算或者可能无法快速完成的操作时(例如，网络I/O或控制台I/O)，一定不要持有锁