啃碎并发五：Java线程安全特性与问题

前言

共享、可变

1.线程安全特性

原子性、可见性、有序性

2.线程安全问题

存在竞态条件与临界区死锁：互斥条件、请求和保持条件、不可剥夺条件、环路等待活锁：互相礼让饥饿：cpu是资源，某个线程因为其他线程的抢占一直吃不到资源(ReentrantLock不公平锁) 1. 高优先级线程吞噬所有的低优先级线程的CPU时间 2. 其他线程总是能持续第先于某个线程获得对同步代码区(synchronized)的访问 3. 多个线程执行wait(),notify()不保证其中一个线程一定被唤醒公平：公平锁，通过队列的方式，所有线程对应一个QueueObject对象，unlock是唤醒队列中第一个。

3.确保线程安全

如何确保原子性：
1. 锁和同步(通过锁或同步来实现资源的排它性)--基于操作系统
2. CAS：基础类型变量自增 --基于CPU级别CAS指令
如何确保可见性：
1. volatile:对该变量的修改会被立即更新到内存中，同时将其他线程中缓存的该变量置为无效应用场景：线程状态标志位，blog.csdn.net/vking_wang/…
如何保证有序性
1. volatile、synchronized和锁
2. happens-before原则

4.volatile、synchronized和锁小结

锁和synchronized即保证了原子性也保证了可见性(同时只有一个线程执行目标代码)
基于happens-befor,一个线程的写操作对另一个线程的读操作可见。
可见性：synchronized和锁基于操作系统裁决，开销高；volatile开销小
AutomicInteger基于CPU cas，开销最小
避免使用共享变量

啃碎并发六：Java线程同步与实现

java中提供的线程同步操作：synchronized关键字、wait/notifyAll、ReentrantLock、Condition、并发包下的工具类、Semaphore、ThreadLocal、AbstractQueuedSynchronizer ReentrantLock:对于同一个线程，可以继续调用加锁的方法，而不会被挂起 synchronized:也支持重入(同步一般没必要同步整个方法，只同步关键代码即可) Condition条件对象：Condition是绑定到Lock上的(lock.newCondition())，可以为多个线程间建立不同的Condition,提供了await()替代wait(),signal()替代notify(),signalAll()替代notifyAll() wait/notifyAll:调用时一定要获得当前线程的锁 ThreadLocal：把变量放到线程本地的方式来实现线程同步。ThreadLocal, 主要针对线程不安全的类或对象 volatile修饰变量：不能用final类型再次修饰 Semaphore信号量：用于控制特定资源在同一个时间被访问的个数。类似连接池

并发包下的工具类

CountDownLatch:计数器，先是countDownLatch.await()一直等待，然后线程内countDownLatch.countDown()计数器减到0，一并执行。（准备，倒计时后一起跑，起点一致） CyclicBarrier：阻塞计数到达后，一起解锁。比CountDownLatch更灵活；

原子变量操作：AtomicInteger.addAndGet()

AbstractQueuedSynchronizer: AQS是很多同步工具类的基础。

使用阻塞对垒实现线程同步：LinkedBlockingQueue

啃碎并发七：深入分析Synchronized原理

Synchronized可以把任务非null对象作为锁，hotSpotJVM中，锁叫做 对象监视器ObjectMonitor
可以实现对临界资源的同步互斥访问，是可重入的(最大作用是避免死锁),如子类同步方法又调用了父类同步方法的场景，如果没有重入特性，则会发生死锁。
monitorenter: 每个对象都是一个监视器锁，Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成，其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象，所以这些方法只能在同步块或者同步方法中调用。

同步概念

Mark Word：标记字段，用于存储对象自身的运行时数据，哈希码，GC分代年龄，锁状态标志位，线程持有的锁，偏向线程ID，偏向时间戳等。

参考文献

啃碎并发六：juejin.cn/post/684490…
啃碎并发七：juejin.cn/post/684490…

[笔记]啃碎并发系列