线程安全--线程原子性

一、线程安全概念

线程安全：指在多线程并发执行下，执行结果不会产生不一致的情况。
临界区：关键部分代码段在多线程并发执行，会对执行结果影响。
竞态条件：多线程访问下，在临界区的特殊条件导致不安全的问题。
共享资源：多线程并发访问的资源。
栈封闭：不会在线程之间共享变量，ThreadLocal保证线程安全的原理。
局部变量：引用本身不会共享，方法内创建的对象不会在线程间传递的话也线程安全的。
不可变对象：不提供修改的（对象状态唯一）方法，即使共享了也是线程安全的。

二、原子操作

1.原子操作概念

原子操作：一系列的操作步骤，顺序不可以打乱，也不可以的切割只执行一部分。
存在竞态条件，原子操作才能保证线程安全。

2.JUC原子操作封装类

原子操作封装类：原理是利用硬件级原语CAS操作，无锁实现，保证同一时间只能一个线程修改成功。

1.8新增的数值计数器LongAdder,DoubleAdder和更新器LongAccumulator，DoubleAccumulator；
利用的分而治之的思想，多线程竞态增加操作，Adder和Accumulator操作实际使用了多个Cell，而不是同一个计数变量。这样减少了线程的竞争从而提高性能（比原子操作类有优势），获取计数值的时候利用sum()方法汇总cell值的和。

三、解决线程安全问题思路

• 使用synchronized关键字–对象锁
• 使用显示锁–重入锁等Lock实现
• 使用volatile变量
• 使用原子变量和CAS
• 写时复制–CopyOnWriteArrayList
• 使用ThreadLocal–避免共享变量竞争

四、synchronized关键字

Java中最基本的线程控制方式，基于对象监视器实现的：

• 一次只有一个线程可以锁定监视器，视图锁定该监视器的任何其他线程会被阻塞，直到
  获得监视器为止。
• synchronized关键字利用的是java对象结构中的mark word(对象头)信息处理的，对象头存有锁状态标志位，多线程访问对象时，会对锁状态位置进行更改（CAS操作）。
  
  JDK持续对同步关键字进行了优化：偏向锁、轻量锁、重量锁及锁升级
• 是否开启偏向锁
  JVM默认开启偏向，可以通过-XX:-U