浅谈线程安全与sychronized

使用多线程处理相关业务，在一定程度上能够获得更高的执行效率，提高程序性能，但是，如果我们在写多线程程序时，不加强注意，容易出现数据不一致性，也就是我们常说的 "线程安全" 问题。线程安全是我们在设计多线程程序时必须保证的一点，如果我们写出的程序数据正确性不能得到保证，即使程序性能得到提高，也是毫无意义的。

非线程安全在什么时候会出现呢？

当多个线程对同一对象实例进行并发访问时，可能得到错误的结果，这就是线程不安全的。相反，无论多少线程对同一对象实例进行并发访问，都能得到一致的结果，这就是线程安全的。

下面我们给出一个经典的线程不安全的例子：

我们在当前程序中定义来了一个instance对象，对它执行++操作，按照正常逻辑，它返回的结果应该是200，然而结果总是差强人意。这里，我们可以看到返回的结果是144，大家可以多执行几次，看看有什么不同，由于instance++不是原子性操作，因此，我们的程序存在安全性问题。那么怎样才能使结果变为200呢？我们做一点小的修改：

大家可以发现，结果是我们预期值200了。这里我们在instance++操作上加了一段synchronized语句块，好神奇，它为什么就能解决线程安全性问题呢。

sychronized关键字，实现线程间的同步，它的作用就是给同步代码加锁，每一次只能有一个线程进入同步块，从而保证线程安全性问题。在上一段代码中，当线程A在对instance变量进行读写的时候，线程B只能等待线程A执行完成，才能对instance变量进行++操作。

sychronized大致有三种用法，这里详细讲解一下：

1.指定对象加锁。当线程访问同步块时，首先获取加锁对象，如果对象锁被其它线程持有，则进行等待。

2.作用于实例方法上。给当前实例加锁，访问同步代码时，首先获得当前实例的锁。

3.作用于静态方法上。静态方法加锁，给当前class加锁，访问同步代码时，需要获得当前类的锁。

大家现在应该立马就能想到，上述代码，我们使用的就是第一种方式，给指定对象加锁。我们加锁的对象就是当前类的实例对象，当我们对同一实例对象进行访问时，一次只有一个线程获得对象锁。关于另外两种加锁方式，我们修改一下上述代码来理解它们：

实例对象加锁：

结果符合预期，我们把之前的同步块改成了实例方法，该方法，锁住的是SychronizedDemo的实例对象，和之前同步块中this的效果一样。当线程需要访问同步方法时，必须先获得当前类的实例对象，否则，只能进行等待。

静态方法加锁：

结果符合预期，大家可以看到，main()方法中，我们new 了两个实例对象，但是结果竟然是正确的。因为我们使用的是静态方法加锁，这样锁住的就是当前类对象，无论我们定义多少个实例对象，结果都是一样的。

sychronized的另外一个特性：锁重入。在使用sychronized关键字时，当一个线程获得对象锁后，再次请求此对象锁时是可以再次获得该对象锁的。简单来说就是，在一个sychronized方法或同步块中调用当前类的其它sychronized方法，是能够得到锁的。大家可以想一下，当前线程在还未释放锁时，再一次请求锁，如果不可锁重入的话，就会形成死锁，这是大家最不想看到的。关于锁重入，大家可以写三个sychronized修饰的方法，然后相互调用，看看是否可以正常执行。限于篇幅，这里我就不贴出代码了。

sychronized关键字，大家是不是觉得它在解决线程安全时，特别的简单，无需太多的操作。大家再思考一下，如果我们现在有两个方法，第一个方法执行写操作，第二个方法执行读操作，当我们使用sychronized关键字修饰时，那么我们多个线程同时执行读方法，也会相互等待，这是我们不愿意看到的。我们只希望读写互斥，写写互斥，读读不互斥，那么我们就需要了解另外一个重入锁Lock了，下一节，我们关于Lock的用法进行详细讲解。