JAVA并发编程实战，第二章 线程安全性

要编写线程安全的代码，核心在于对状态访问操作进行管理，特别是共享的（Shared）和可变的（Mutable）访问

对象的状态指存储在状态变量（实例变量、静态域）中的数据，对象的状态可能包括其他依赖对象的域

“共享”意味着变量可以由多个线程访问；“可变”意味着变量的值在其声明周期内可以发生变化

多个线程访问同一个可变的状态变量没有使用合适的同步，就可能出现错误，有三种方式可以修复这个问题

a.不在线程之间共享该状态变量

b.将该状态变量修改为不可变的变量

c.在使用状态变量时使用同步

2.1 什么是线程安全性

正确性：某个类的行为与其规范完全一致

当多个线程访问某个类时，不管运行环境采用何种调用方式或者这些线程如何交替执行，并且在主调代码中不需要任何额外的同步或协同，这个类都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的

无状态类一定是线程安全的

2.2 原子性

2.2.1竞态条件

由于不恰当的执行时序而出现的不正确的结果的情况称为竞态条件

最常见的竞态条件类型就是“先检查后执行（Check-then-Act）”

“读取-修改-写入”操作也是一种竞态条件

2.2.2延迟初始化中的竞态条件

2.2.3复合操作

原子操作：对于访问同一个状态的所有操作（包括操作本身）来说，这个操作是一个以原子方式执行的操作

复合操作：包含了一组必须以原子方式执行的操作以保证线程安全性

当在无状态的类中加入一个状态时，如果该状态完全由线程安全的对象管理，那么这个类仍旧是线程安全的

2.3加锁机制

要保证状态一致性，就需要单个原子操作中更新所有相关的状态变量

2.3.1内置锁

同步代码块（Synchronized Block）

每个Java对象都可以用作一个实现同步的锁，这些锁被称为内置锁（Intrinsic Lock）或者监视器锁（Monitor Lock）

内置锁是一种互斥锁，最多只有一个线程持有这个锁

2.3.2重入

重入意味着获取锁的操作的粒度是“线程”，而不是“调用”

重入提升了加锁行为的封装性，因此简化了面向对象并发代码的执行

2.4用锁来保护状态

锁能够使其被保护的对象以串行方式来执行

一种常见的加锁机制：将所有可变状态都封装在对象内部，并通过对象的内置锁对所有访问可变状态的代码路径进行同步，使得该对象上不会发生并发访问

对于每个包含多个变量的不变性条件，其中涉及的所有变量都需要由同一个锁来保护

2.5活跃性与性能

通常，在简单性与性能之间存在着相互制约因素，但是实现某个同步策略时，一定不要为了性能而牺牲简单性（这可能会破坏安全性）

当执行时间较长的计算或者可能无法快速完成的操作（例如网络I/O或者控制台I/O）,一定不要持有锁