线程安全问题的原因和解决方案

如果多线程环境下代码运行的结果是符合我们预期的，即在单线程环境应该的结果，则说这个程序是线程安全的。

线程安全问题的原因

1. 修改共享数据

static class Counter {
  public int count = 0;
  void increase() {
    count++;
 }
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  final Counter counter = new Counter();
  Thread t1 = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 50000; i++) {
      counter.increase();
   }
 });
  Thread t2 = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 50000; i++) {
      counter.increase();
   }
 });
  t1.start();
  t2.start();
  t1.join();
  t2.join();
  System.out.println(counter.count);
}

上面的线程不安全的代码中, 涉及到多个线程针对 counter.count 变量进行修改.此时这个 counter.count 是一个多个线程都能访问到的 "共享数据"。正式因为他是共享数据，所以在执行的时候同时被多个线程访问了。

2. 原子性

什么是原子性：
我们把一段代码想象成一个房间，每个线程就是要进入这个房间的人。如果没有任何机制保证，A进入房间之后，还没有出来；B 是不是也可以进入房间，打断 A 在房间里的隐私。这个就是不具备原子性的。那我们应该如何解决这个问题呢？是不是只要给房间加一把锁，A 进去就把门锁上，其他人是不是就进不来了。这样就保证了这段代码的原子性了。有时也把这个现象叫做同步互斥，表示操作是互相排斥的。

如果一个线程正在对一个变量操作，中途其他线程插入进来了，如果这个操作被打断了，结果就可能是错误的。

3. 可见性

可见性指, 一个线程对共享变量值的修改，能够及时地被其他线程看到.

 由于Java的Java虚拟机规范中定义了Java内存模型。所以

• 线程之间的共享变量存在 主内存 (Main Memory).
• 每一个线程都有自己的 "工作内存" (Working Memory) .
• 当线程要读取一个共享变量的时候, 会先把变量从主内存拷贝到工作内存, 再从工作内存读取数据.
• 当线程要修改一个共享变量的时候, 也会先修改工作内存中的副本, 再同步回主内存.

所以，由于每个线程有自己的工作内存, 这些工作内存中的内容相当于同一个共享变量的 "副本". 此时修改线程1 的工作内存中的值, 线程2 的工作内存不一定会及时变化.

4. 代码的顺序性

一段代码是这样的：
1. 去前台取下 U 盘2. 去教室写 10 分钟作业3. 去前台取下快递；如果是在单线程情况下，JVM、CPU指令集会对其进行优化，比如，按 1->3->2的方式执行，也是没问题，可以少跑一次前台。这种叫做指令重排序。

2. 解决之前的线程不安全问题

1. 同步代码块

使用synchnized关键字进行加锁操作。

       synchronized(锁){

            需要被同步的代码

        }

2. 同步函数

修饰符 synchronized 返回值类型   函数名(形参列表..){

}