什么是线程安全性？
线程安全性：当多个线程访问某个类时，这个类始终都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。
以下两种情况，一定是线程安全的：
- 无状态对象一定是线程安全的。
- 当在无状态的类中添加一个状态时，如果该状态完全由线程安全的对象来管理，那么这个类依然是线程安全的。
下面给出一个无状态对象的例子：
//这是一个实现因数分解功能的Servlet
public class StatelessFactorizer implements Servlet {
public void service(servletRequest req, ServletResponse resp){
BigInteger i = extractFromRequest(req);
BigInteger[] factors = factor(i);
encodeIntoResponse(resp, factors);
}
}
在这个例子中，StatelessFactorizer是没有状态的，所以这是一个线程安全类。
现在，我们向这个类添加一个状态，用来记录请求数量。
public class Factorizer implements Servlet {
private final AtomicLong count = new AtomicLong(0);
public void service(servletRequest req, ServletResponse resp){
BigInteger i = extractFromRequest(req);
BigInteger[] factors = factor(i);
count.incrementAndGet();
encodeIntoResponse(resp, factors);
}
}
在这里，我们使用了AtomicLong对象来记录命中次数，这个类可以保证对它进行的操作是原子性的。当前类的状态就是这个计数器的状态，而这个计数器是线程安全的，所以这个类也是线程安全的。
原子性
对于上述的计数器，我们不采用AtomicLong，而是使用Long，如下：
public class Factorizer implements Servlet {
private Long count = 0;
public void service(servletRequest req, ServletResponse resp){
BigInteger i = extractFromRequest(req);
BigInteger[] factors = factor(i);
++count;
encodeIntoResponse(resp, factors);
}
}
这个时候Factorizer类就再是线程安全的。因为++count这个操作不是原子的，它包含了三个独立的操作：读取count的值，将值加1，将结果写入count。也就是说，其结果状态依赖于之前的状态，存在竞态条件。
竞态条件：由于不恰当的执行时序而出现不正确的结果。
最常见的竞态条件类型就是“先检查后执行（Check-Then-Act）”操作，即通过一个可能失效的观测结果来决定下一步的动作。
例如
public class LazyInit {
private Object instance = null;
public Object getInstance() {
if (instance == null)
instance = new Object();
return instance;
}
}
要避免竞态条件问题，就必须在某个线程修改该变量时，通过某种方式防止其他线程使用这个变量，从而确保其他线程只能在修改操作完成之前或之后读取和修改状态，而不是在修改状态过程中。
锁机制
锁能够保证被其保护的代码块以串行方式访问，以保证其状态的一致性。
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）。同步代码块包含两个部分：一个是作为锁的对象的引用，一个作为由这个锁保护的代码块。以关键字synchronized来修饰的方法就是一种横跨整个方法体的同步代码块，其中该同步代码块的锁就是方法调用所在的对象。静态的synchronized方法以Class对象作为锁。
Java的内置锁是一种互斥锁，最多只能由一个线程获得该锁。同时，Java的内置锁是可以重入的。
重入：当某个线程试图获得一个由它自己持有的锁时，这个请求会成功。
如果在复合操作的执行过程中持有一把锁，那么会使复合操作编程原子操作。需要注意的是，无论是写入或是访问共享变量，都需要使用同步，并且每一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。
只有被多个线程同时访问的可变数据才需要用锁来保护。并且对于每个包含多个变量的不变性条件，其中设计的所有变量都需要由同一个锁来保护。
