并发实战值之----线程的安全性

1，安全性？？

（1）何谓线程安全？我的理解是，如果你的对象状态（实例变量或是静态变量）得到“正确”的转变，那么该对象就是线程安全的；

（2）所以

    如果你的对象是无状态的或者状态不可变的或者状态不共享的，那么它绝对是线程安全的；

如果你的对象的状态是共享的、而且是可变的，那么就必须保证你的“改变状态的代码”是原子性的，才能保证线程安全；

总之，线程不安全是因为存在“竞态条件”。

2，原子性：

（1）所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。

（2）通俗的说法就是：一段代码要么全部执行，要么一条都不执行。

（3）原子性不可能由软件单独保证--必须需要硬件的支持，因此是和架构相关的。在x86 平台上，CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段。CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin，如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀"LOCK"，经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低，持续到这条指令结束时放开，从而把总线锁住，这样同一总线上别的CPU就暂时不能通过总线访问内存了，保证了这条指令在多处理器环境中的原子性。

3，竞态条件：

（1）当两个或多个线程对共享的数据进行读或写的操作时，最终的结果取决于这些进程的执行顺序，就称存在“竞态条件”；也就是说不恰当的执行顺序可能会产生不正确的结果；

（2）竞态条件不一定总是会产生错误，还需要某种不恰当的执行顺序。

（3）经典例子：

1）“先检查再执行”，如：延迟初始化

public class SingleTon {

private SingleTon(){};

private static SingleTon  instance = null;

public static void getInstance(){

if(instance != null){

instance = new SingleTon();

}

}

}

getInstance()方法中是先判断后初始化，可能会同时有多个线程同时判断为空，就出现了重复初始化；

2）操作（变量++）：

它并不是一个原子的操作，即不是一个独立的操作，它分为三步执行：

      （1）读取变量的值

      （2）值加1

      （3）把值写回变量

即“读取---修改---写入”

可能会同时有多个线程同时执行（1），结果可想而知是不对。

4，复合操作：

（1）即一组以原子方式操作的代码；

我们要使得竞态条件产生正确的结果，即线程安全的，那么就必须保证竞态条件是原子性的。

（2）java的package java.util.concurrent.atomic;中为我们提供了基本型数据的原子变量类，如AtomicLong,它内部提供的加、减等操作都是原子的。

5，加锁机制

（1）内置锁

Java中提供了一种内置的锁机制来支持原子性，也就是同步代码块（sysnchronized block），同步代码块包括两个部分：一个作为锁的对象引用和一个由锁保护的代码块；每个java对象都可以用作一个实现同步的锁，这些锁称为内置锁或是监视器锁；

（2）重入

我的理解就是线程可以再次获得已经持有的锁；

1）内置锁是可以重入的，即某个线程可以获得一个由它自己持有的锁；即当某个线程执行了类中的一个同步方法，那么它就可以执行该类的所有同步方法，以对象引用作为锁的同步块也一样；因为该线程持有了该类的对象引用作为的锁，即内置锁，而内置锁是可以重入的；

2）重入的一种实现方法是：为每个线程关联一个获取计数值和一个所有者线程；