線程初步理解

線程初步理解

1、線程

　　線程會共享進程範圍內的資源，同時，每一個線程也會有各自的程序計數器，棧，以及了局部變量。

　　線程有效下降了程序開發、維護成本，提高了複雜應用程序的性能，讓系統能夠更好地利用計算機資源，提升系統的處理能力，爲用戶界面提供更加靈敏的響應。

2、多線程的危險

1. 安全性問題 ：在多個線程不徹底同步的狀況下，多個線程執行的順序是不可預測的，那麼不一樣的執行順序就可能帶來極其糟糕的結果。
2. 活躍性問題 ：活躍性問題關注「某件正確的事情是否最終會發生」，有時候由於線程之間的相互等待，或者單線程的無限循環問題，就會引起活躍性問題。
3. 性能問題 ：線程總會帶來額外的運營開銷，若是這些開銷過於大，會直接影響到系統的性能。

3、線程安全類

• 定義
  　　如何定義一個類是線程安全的呢？最核心的問題在於正確性，在代碼中無需進行額外的同步或者協同操做的狀況下，不管有多少個線程使用這個類，不管環境以何種方式調度多線程，這個類總能表現出正確的行爲，咱們就成這個類是線程安全的。

• 無狀態的對象必定是線程安全的
  　　由於無狀態的線程不會影響到其餘線程的狀態，這個線程中的操做並不會影響到其餘線程的執行，因此無狀態的對象必定是線程安全的。

• 當一個無狀態的對象增長一個狀態時，若是這個狀態徹底有線程安全的對象來管理，那麼原來這個對象仍然是線程安全的。

4、競爭狀態和競爭條件

• 競爭狀態
  　　在併發編程中，因爲不恰當的執行時序而致使的結果的錯誤，這種狀況叫作競爭狀態

• 競爭條件
  　　引起競爭狀態的條件就是競爭狀態的競爭條件

• 原子操做
  　　原子操做即指某動做要不不完成，要不一次性完成，中間不會被打斷或者干擾

• 競爭條件「先檢查後執行」
  　　"先檢查後執行"是最多見的一種競爭條件。」先檢查後執行」即先進行檢查某狀態，而後根據這種狀態來決定下面發生的動做，這種方式不具備原子性，那麼這種依賴的狀態就可能在動做發生以前發生變化，最終致使結果的錯誤。總結來講，「先檢查後執行」依賴的是不可靠的狀態條件，由於可能會發生錯誤。

5、解決競爭狀態

1.單狀態狀況-使用java.util.concurrent.atomic下的原子變量

• 這些原子變量的增長減小等運算均可以保持原子性，那麼就會保證某個狀態是線程安全的。

2.複合狀態的狀況

• 若是再使用第一種方法，雖然多個變量各自能夠保持線程安全，可是多個變量之間的協同不是原子的操做。例如a變量和b變量有某種聯繫，a和b須要作同步的修改，那麼修改的操做也必須是原子操做。於是第一種方法就失效了。
• Java提供了一種內置鎖的機制：同步代碼塊(Synchronized Block),這種機制能夠保證某個過程是原子操做，從而保證了線程安全。

6、Java內置鎖

1.同步代碼塊(Synchronized Block)

1. Java的同步代碼塊有兩部分組成，一部分是由鎖保護的代碼塊，另外一部分是鎖的對象。
   • 以synchronized修飾的方法就是由鎖保護的代碼塊。
   • 這個方法所在的對象就是這個鎖，靜態方法的話，方法所在的class就是鎖。
2. 重入
   • Java內置鎖是能夠重入的，即同一線程能夠對本身持有的鎖進行反覆的進入。實現方法是：鎖是有計數器和持有者這兩個變量，計數器默認爲0，持有者爲空，當有人訪問鎖時候，JVM會自增計數器，而且將持有者設置爲鎖的對象，只有當同一個線程再次訪問這個鎖的時候，線程還能夠得到這個鎖，而且計數器增長；退出後，釋放鎖，計數器減小。
3. 同步代碼塊可能來性能問題，由於多個線程只能有一個來執行被鎖定的方法，其餘處於等待的過程，會出現性能缺失。