线程安全总结

http://xxxzhi.github.io/2014/09/07/summary-of-thread-safety/

前几天，师兄上传图片的Android手机应用，每次传输图片到我的后台，都会出现一个问题，第一次传输总是传了一个已经乱码了的图片，然后重新传这张图片，才ok。然后我跟他一起检查代码，就发现了这个原因就是多线程导致的问题。

因为图片需要压缩，所以师兄开始的处理是每次拍完照，确定图片后，就开始启动一个线程压缩图片，以便到了最后，需要上传图片的时候，能够直接上传。这样就能够节省了不少时间了。但是在处理的时候，忽略了一个多线程的问题，就是在上传压缩后的图片的时候，你并不能保证已经完全压缩完了。因为最开始没有做任何处理，结果就导致了，上传的图片只是压缩过程中的一个中间图片罢了。两个线程同时对那张图片进行操作，一个写，一个读，结果就导致只读取了写的一半。

这个地方就完全体现出来多线程的困扰。当然，上面的问题很容易解决，用个标志量，判断是否已经压缩完全，否则的话，就让上传图片的进程等待。但是很多时候，往往是你自己都不知道发生了多线程竞争，不知道需要考虑线程同步。而且这种线程同步还是跟用户操作有关的，比如上面那个例子，假如用户拍完照后，看了一段时间再去上传图片，可能就没有任何问题了。

如何避免

其实遇到这种问题，就当是给自己提个醒，在老师教我们的时候，都说多线程很麻烦，很容易出问题，大家要注意。但是我们那时候根本就没有什么体会，到了最终自己编写项目的时候，有时候就会因为这些看似不经意的小地方，出现一些莫名其妙地，本来看似不会出现的问题。而且这种问题，如果没有经过强力的测试，你是无法发现的，这才是最最严重的问题。我看了网上一些人的介绍，并且结合自己的一些经历和思考，总结了下面一些东西：

1. 在写多线程的时候，多留一颗心，脑子里面要有对每个线程执行的顺序印象，去思考，会不会有哪个地方出现线程安全的问题。一定要思路清晰。
2. 对于那些可能出现问题的地方要多留一颗心，提防着它们，对于一些可能不会出现问题的，也给它加个保护，因为一方面，你会判断错误，另一方面，现在不会，不代表以后不会。
3. 一个易错的细节：对于静态同步方法，锁是针对这个类的，锁对象是该类的Class对象。静态和非静态方法的锁互不干预。一个线程获得锁，当在一个同步方法中访问另外对象上的同步方法时，会获取这两个对象锁。

其实如何避免线程问题，其实就是自己去发现问题，而发现这些线程问题，印象中很多教材都有不少介绍，记得我那时候学习的时候，老师布置的作业也是这方面的问题。发现问题，简化了后，就是书本上面的问题了。比如说画图之类的。

线程同步的方式和机制

再介绍一下线程同步的方式与机制，其实这个我是也没有什么很深的印象的了，查了下资料。它主要有临界区、互斥量、信号量、事件这几种方式。

• 临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
• 互斥量：采用互斥对象机制。只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享。
• 信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一个资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目
• 事件：通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作。

不同语言的线程同步

不同编程语言间，在线程同步使用上面是不相同的，本身C和C++就是操作系统主要的编写语言，C与上面四种方式更加相近。C主要有以下几个： - 互斥锁，像pthread_mutex_t结构 ，函数pthread_mutex_lock() … - 条件变量，pthread_cond_t结构，函数pthread_cond_wait()，pthread_cond_timedwait()等 - 信号灯，有这些函数：sem_init，sem_destroy,sem_post,sem_wait等 - 异步信号以及其他的一些同步方式

这些都主要在头文件 中，我前段时间在港中文实习的时候，因为要在Android里面，用C++写个Socket服务器，就经常需要跟各种线程方面的东西打交道，保持线程的同步。做这些东西需要很细致。

Java的线程同步使用比较多的一个关键字 synchronize 以及volatile。java中几乎已经将线程同步封装很好，所以使用起来会比C方便很多。但是千万别以为Java线程同步就这样而已。如果你想要应用好线程同步还是要认真领悟好Synchronize 跟 volatile,而且不同的使用方式，效率也会不一样。

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我思故我在，我思故我在…