2021-06-28

线程安全

许多在单线程情况下的代码放到多线程环境下容易出现线程安全问题为了解决线程安全问题，Java的多线程支持引入了同步监视器来解决这个问题，可以为这些 资源对象加上一把“锁”，在任一时刻只能由一个线程访问，即使该线程出现阻塞，该对象的被锁 定状态也不会解除，其他线程仍不能访问该对象，这就多线程同步。线程同步保证线程安全的重要手段，但是线程同步客观上会导致性能下降。
一.同步代码块
同步代码块的语法格式如下：

obj叫做同步监视器（锁对象），任何线程进入下面同步代码块之前必须先获得对obj的锁；其他线程无 法获得锁，也就执行同步代码块。这种做法符合：“加锁-修改-释放锁”的逻辑。锁对象可以是任意对象， 但必须保证是同一对象 任何时刻只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定，当同步代码块执行完成后该线程会释放对该同 步监视器的锁定。
二.同步方法
除了同步代码块，Java的多线程安全支持还提供了同步方法，同步方法也是使用synchronized关键字来修饰某个方法，则该方法称为同步方法。两种方式都涉及到使用synchronized关键字，一种是synchronized方 法，使用synchronized关键字修饰方法，对方法进行同步；另一种是synchronized语句，使用 synchronized关键字放在对象前面限制一段代码的执行。
三.死锁
当两个线程相互等待对方释放同步监视器时就会发生死锁，Java虚拟机没有监测，也没有采取措施来处 理死锁情况，所以多线程编程时应该采取措施避免死锁出现。一旦出现死锁，整个程序既不会发生任何 异常，也不会给出任何提示，只是所有线程处于阻塞状态，无法继续。 在系统中出现多个同步监视器的情况下很容易发生死锁。
四.线程间通信
线程之间必须进行通信，互相协调才能完成工作。 为了实现线程间通信，需要使用Object类中声明的5个方法：
void wait()：使当前线程释放对象锁，然后当前线程处于对象等待队列中阻塞状态
void wait(long timeout)：同wait()方法，等待timeout毫秒时间。
void wait(long timeout, int nanos)：同wait()方法，等待timeout毫秒加nanos纳秒时间。
void notify()：当前线程唤醒此对象等待队列中的一个线程
void notifyAll()：当前线程唤醒此对象等待队列中的所有线程
注意:
1、wait()、notify/notifyAll()方法是Object的final方法，无法被重写。
2、wait()使当前线程阻塞，前提是必须先获得锁，一般配合synchronized关键字使用，即，一般在 synchronized同步代码块里使用wait()、notify/notifyAll()方法。
3、由于wait()、notify/notifyAll()在synchronized代码块执行，说明当前线程一定是获取了锁的。当线 程执行wait()方法时候，会释放当前的锁，然后让出CPU，进入等待状态。只有当notify/notifyAll()被执 行时候，才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程，然后继续往下执行，直到执行完synchronized代 码块的代码或是中途遇到wait()，再次释放锁。也就是说，notify/notifyAll()的执行只是唤醒沉睡的线 程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中，尽量在使用了 notify/notifyAll()后立即退出临界区，以唤醒其他线程。
4、wait()需要被try…catch包围。
5、notify和wait的顺序不能错，如果A线程先执行notify方法，B线程在执行wait方法，那么B线程是无 法被唤醒的。
6、notify和notifyAll的区别 notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对 象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll会唤醒所有等待(对象的)线程，尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒，推荐使用notifyAll方法。