摘要：不可變?nèi)缃^對線程安全就是滿足并發(fā)編程實戰(zhàn)中對線程安全的定義在中標注自己是線程安全的類，大都不是絕對的線程安全。如的和二實現(xiàn)線程安全的方法互斥同步互斥是因同步是果互斥是方法同步是目的。

一.到底什么叫線程安全:
java并發(fā)編程實戰(zhàn)中對線程安全的定義是：當多個線程訪問一個對象時,如果不用考慮這些線程在運行時環(huán)境下的調(diào)度和交替執(zhí)行,也不需要進行額外的同步,或者在調(diào)用方進行任何其他的協(xié)調(diào)操作,調(diào)用這個對象的行為都可以獲得正確的結(jié)果,那這個對象是線程安全的”。這個定義比較嚴格，一般我們都會將其弱化。
按照線程安全的“安全程度”由強至弱來排序,我們可以將Java語言中各種操作共享的數(shù)據(jù)分為以下5類:不可變、絕對線程安全、相對線程安全、線程兼容和線程對立。
1.不可變：如String
2.絕對線程安全就是滿足java并發(fā)編程實戰(zhàn)中對線程安全的定義
在javaAPI中標注自己是線程安全的類，大都不是絕對的線程安全。如Vector，它的add，get，size方法都加了synchronized修飾的，但請看下面一段代碼：

private static Vector vector = new Vector();  
  
  
    public static void main(String[] args) {  
        while (true) {  
            for (int i = 0; i < 10; i++) {  
                vector.add(i);  
            }  
  
  
            Thread removeThread = new Thread(new Runnable() {  
                @Override  
                public void run() {  
                    for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {  
                        vector.remove(i);  
                    }  
                }  
            });  
  
  
            Thread printThread = new Thread(new Runnable() {  
                @Override  
                public void run() {  
                    for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {  
                        System.out.println((vector.get(i)));  
                    }  
                }  
            });  
  
  
            removeThread.start();  
            printThread.start();  
  
  
            //不要同時產(chǎn)生過多的線程，否則會導致操作系統(tǒng)假死  
            while (Thread.activeCount() > 20);  
        }  
    }  

這段代碼有可能產(chǎn)生問題，因為如果在printThread剛好要打印最后一個元素時removeThread恰好刪除了一個元素，則printThread就會產(chǎn)生ArrayIndexOutOfBoundsException

3.相對線程安全
相對的線程安全就是我們通常意義上所講的線程安全,它需要保證對這個對象多帶帶的操作是線程安全的,我們在調(diào)用的時候不需要做額外的保障措施,但是對于一些特定順序的連續(xù)調(diào)用,就可能需要在調(diào)用端使用額外的同步手段來保證調(diào)用的正確性。如上面的Vector容器就是相對線程安全

4.線程兼容
線程兼容是指對象本身并不是線程安全的,但是可以通過在調(diào)用端正確地使用同步手段來保證對象在并發(fā)環(huán)境中可以安全地使用,我們平常說一個類不是線程安全的,絕大多數(shù)時候指的是這一種情況

5.線程對立
指的是指無論調(diào)用端是否采取了同步措施,都無法在多線程環(huán)境中并發(fā)使用的代碼。如Thread的suspend()和resume()

二.實現(xiàn)線程安全的方法
1.互斥同步
互斥是因,同步是果;互斥是方法,同步是目的。
在Java中,最基本的互斥同步手段就是synchronized關鍵字,synchronized關鍵字經(jīng)過編譯之后,會在同步塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit這兩個字節(jié)碼指令,這兩個字節(jié)碼都需要一個reference類型的參數(shù)來指明要鎖定和解鎖的對象。
synchronized同步塊對同一條線程來說是可重入的,不會出現(xiàn)自己把自己鎖死的問題。

2.非阻塞同步
互斥同步也叫阻塞同步。阻塞同步屬于一種悲觀的并發(fā)策略，在有可能出現(xiàn)并發(fā)問題的地方都要進行同步措施（如加鎖）。非阻塞同步采用樂觀的并發(fā)策略，通過沖突檢測檢查是否有競爭，有的進行補償措施（如不斷重試直到成功），因為他不用把線程掛起所以是非阻塞的?？墒沁@就好了嗎，要知道我們肯定要保證沖突檢測和操作這兩個操作的原子性啊，那怎么保證呢，肯定不能用互斥同步（這樣的話還是變成會阻塞的），答案是必須要有硬件指令集的支持來保證原子性。
這類常用指令有：
測試并設置(Test-and-Set)。
獲取并增加(Fetch-and-Increment)。
交換(Swap)。
比較并交換(Compare-and-Swap,下文稱CAS)。
加載鏈接/條件存儲(Load-Linked/Store-Conditional,下文稱LL/SC)。

Java中的CAS操作由sun.misc.Unsafe類里面的compareAndSwapInt()和compareAndSwapLong()等幾個方法包裝提供,虛擬機在內(nèi)部對這些方法做了特殊處理,即時編譯出來的結(jié)果就是一條平臺相關的處理器CAS指令,沒有方法調(diào)用的過程,或者可以認為是無條件內(nèi)聯(lián)進去了。
由于Unsafe類不是提供給用戶程序調(diào)用的類(Unsafe.getUnsafe()的代碼中限制了只有啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)加載的Class才能訪問它),因此,如果不采用反射手段,我們只能通過其他的JavaAPI來間接使用它,如J.U.C包里面的整數(shù)原子類,其中的compareAndSet()和getAndIncrement()等方法都使用了Unsafe類的CAS操作。

無同步方案
有些代碼不涉及共享數(shù)據(jù)，當然就不需要同步了。

三.鎖優(yōu)化
1.自旋鎖與自適應自旋
自旋就是獲取鎖失敗的時候讓線程忙循環(huán)，而不是阻塞，這可以提高響應速度以及避免線程切換的開銷，但浪費CPU時間。
自適應自旋就是如果循環(huán)獲取一定次數(shù)還沒獲取成功，就阻塞。
自旋鎖在JDK中默認關閉，可使用用-XX:+UseSpinning開啟

2.鎖消除
鎖消除是指虛擬機即時編譯器在運行時,對一些代碼上要求同步,但是被檢測到不可能存在共享數(shù)據(jù)競爭的鎖進行消除。鎖消除的主要判定依據(jù)來源于逃逸分析的數(shù)據(jù)支持,如果判斷在一段代碼中,堆上的所有數(shù)據(jù)都不會逃逸出去從章已經(jīng)講解過逃逸分析技術(shù)),如果判斷在一段代碼中,堆上的所有數(shù)據(jù)都不會逃逸出去從而被其他線程訪問到,那就可以把它們當做棧上數(shù)據(jù)對待,認為它們是線程私有的,同步加鎖自然就無須進行。
3.鎖粗化
防止過于頻繁的加鎖解鎖操作

4.輕量級鎖

在代碼進入同步塊的時候,如果此同步對象沒有被鎖定(鎖標志位為“01”狀態(tài)),虛擬機首先將在當前線程的棧幀中建立一個名為鎖記錄(Lock Record)的空間,用于存儲鎖對象目前的Mark Word的拷貝(官方叫Displaced Mark Word)。

5.偏向鎖
偏向鎖優(yōu)化點加解鎖在于連CAS操作都不用了