《JAVA多线程编程核心技术》 笔记：第二章：对象及变量的并发访问

一、基本概念
1、安全的变量和不安全的变量
2、脏读的理解
3、锁重入：
4、锁释放
5、死循环：
二、synchronized 的理解：
三、synchronized 同步方法
3.1 同步方法不具有继承性。
3.2 同步方法的弊端：
四、synchronized 同步代码块
4.1 synchronized(this)同步代码块
4.1.1 实现：
4.1.2 注意：
4.2 synchronized(x)：将任意对象作为对象监视器：
4.3 synchronized、synchronized(this)和synchronized(非 this 对象)的对比
4.3.1 区别
4.3.2 细化验证3个结论：
4.4 静态同步synchronized方法和synchronized(class)代码块
4.4.1 用到static 静态方法非static 静态方法上的区别：
4.4.2 Class锁
4.4.3 synchronized(class)代码块和synchronized static 方法的相同点：
五、volatile关键字的使用
5.2、synchronized 和 volatile 的比较（可见性和原子性）：
六、其他注意
6.1 String对象作为锁的注意事项
6.2 内部类和静态内部类的实例化的两种不同语法：
6.3 锁对象的改变
6.4 读写操作和原子类说明：
七、END!

一、基本概念

1、安全的变量和不安全的变量

1.1 安全的：

1. 方法内的变量为线程安全。因为方法内部变量私有。
   
   为什么？（局部变量存储在线程自己的栈中。也就是说，局部变量永远也不会被多个线程共享。参考：线程安全与共享资源 | 并发编程网 – ifeve.com http://ifeve.com/thread-safety/）
2. 多个对象多个锁：即synchronized 获取的是对象锁。例子中是因为a在休眠，a和b持有的是不同的对象锁，互不影响。所以b自己先执行完了。对比之前的例子：a和b用的是同一个对象，即同一个锁，所以必须一个先执行完，才能执行另一个。

1.2 不安全的

实例变量（即对象内）非线程安全。可能会被覆盖。

2、脏读的理解

可参考第3点的总结。

3、锁重入：

• 自己可以再次获取自己的内部锁。如果没有锁重入，就会造成死锁。
• 锁重入支持父子继承：即子类可以调用父类的同步方法（synchronized ）。实际可这么理解：父类的方法实际就是子类的方法，子类调用的还是自己的同步方法（只是书写方式比较简单）。自己对自己锁重入完全没问题。

4、锁释放

出现异常后，锁会自动释放。

5、死循环：

• 只有一个线程，如果遇到死循环，就会一直死下去，无法改变；
• 如果两个线程可以控制同样的变量，那么程序的执行就可以被改变了。

二、synchronized 的理解：

1. synchronized 获取的是对象锁（不同对象不同锁，同一对象才是一个锁）。
2. synchronized 声明的方法一定排队运行。另外，只有共享资源才需要同步，非共享资源根本没有同步的必要。
3. 对于 synchronized 方法和 非 synchronized 方法
   • 当线程A持有该对象object的Lock锁时，线程B可以异步访问对象object中的非synchronized 方法；
   • 当线程A持有该对象object的Lock锁时，线程B必须同步访问对象object中的synchronized 方法；

即

• 虽然synchronized 获取的是对象锁，锁只对对象中标有 synchronized 的所有代码其作用，保证其线程安全。对其他代码不保证线程安全，如果其他代码线程不安全，可能会出现脏读。
• 只有线程获取到锁之后，才能对 synchronized 标记的代码进行操作。

三、synchronized 同步方法

3.1 同步方法不具有继承性。

即子类有一个和父类同名的方法：父类中的方法有synchronized ，子类中的方法没有synchronized ，那么子类中的方法不是同步的。这个也很好理解，因为子类覆写同名方法，相当于覆盖了父类的方法，自己没写自然没有。

3.2 同步方法的弊端：

耗时较长，因为当一个线程持有锁时，其他线程只能等待。

四、synchronized 同步代码块

4.1 synchronized(this)同步代码块

4.1.1 实现：

synchronized(this){
    //相关代码
}

4.1.2 注意：

当一个线程访问object的一个synchronized (this)时，其他线程对同一个object中所有其他synchronized (this)同步代码块的访问将被阻塞，这说明synchronized 使用的“对象监视器”是一个。

可以这么理解：

对于 synchronized 锁的是一个对象，那么如果线程要执行相关synchronized 代码，都必须先得到对应的对象锁。不管synchronized 限制的是方法还是代码块。

4.2 synchronized(x)：将任意对象作为对象监视器：

具体理解看原文吧，没什么好理解的。

4.3 synchronized、synchronized(this)和synchronized(非 this 对象)的对比

4.3.1 区别

1. synchronized同步方法（获取的是this的对象锁）
   • 对其他synchronized 同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态；
   • 同一时间只有一个线程可以执行synchronized同步方法中的代码；
2. synchronized(this)同步代码块（获取的是this的对象锁）
   • 对其他synchronized 同步方法或synchronized(this)同步代码块调用呈阻塞状态；
   • 同一时间只有一个线程可以执行synchronized(this)同步代码块中的代码；
3. synchronized(非 this 对象)同步代码块（获取的是非 this 对象的对象锁）
   • 持有“对象监视器”为同一个对象（即该非 this 对象的对象锁）的前提下：同一时间只有一个线程可以执行synchronized((非 this 对象)同步代码块中的代码；

总结：

this的对象锁和非 this 对象的对象锁不是同一个锁，所以无法保证线程安全。

• 如果非 this 对象表明的是同一个锁（即this锁）：那么和之前synchronized没有区别
• 如果非 this 对象表明的不是同一个锁（每个线程自己的遍历）：那么就是异步，会线程不安全。

4.3.2 细化验证3个结论：

1. 当多个线程同时执行synchronized(x){}同步代码块时呈同步效果；
2. 当其他线程执行执行x对象中synchronized同步方法时呈同步效果；
3. 当其他线程执行执行x对象方面里面的synchronized(this)代码块时呈同步效果；

总结：上述3点完全无问题，线程安全的意义就是：同一时刻只能有一个线程获取该对象的对象锁，只要对象是同一个，那么对象锁就是同一个。那么肯定会保证同步效果。

4.4 静态同步synchronized方法和synchronized(class)代码块

4.4.1 用到static 静态方法非static 静态方法上的区别：

• synchronized使用到static 静态方法上，那么是对当前的*.java文件对应的Class类进行持锁（即Class锁）。
• synchronized使用到非static 静态方法上，是给对象加锁。

4.4.2 Class锁

Class锁对类的所有对象实例起作用。它是在对象上一层级的一个锁。

如果有一个Class锁，该Class锁有N个对象，两N个对象由N个线程分别执行，对于synchronized(class)代码块依旧是同步访问。

4.4.3 synchronized(class)代码块和synchronized static 方法的相同点：

实际作用一致。

五、volatile关键字的使用

## 5.1、关键字volatile的作用

5.1.1 作用：

强制从公共堆栈中取得变量的值，而不是从线程私有数据栈中取得变量的值。

5.1.2 作用的理解：为什么会用这种作用？

一个对象同时传给两个线程，看着是一个对象，但实际上，每个线程都保存有自己的一份数据。各个线程对数据的更改都是基于自己的副本进行操作。

不会立即将改变传递到公有变量中，所以可能会导致多个线程无法控制线程同步的情况。

5.1.3 注意代码中的例子：

两个例子，一个是extends Thread，一个是implements Runnable，这两种方式有什么不一样么？

在测试中：

implements Runnable 的对象中的变量，好像就是在公用堆栈中，所以更改可以立即生效。

但是： extends Thread 好像是在自己的私有堆栈中，只有使用 volatile 才会使其生效。

所以，建议多使用implements

• 非多继承的情况下：implements和extends 没区别；
• 多继承情况下：使用implements，防止出错。

5.1.4 例子总结

64位-server模式：启动线程RunThread时，设置isRunning = true，存在于公共堆栈，以及线程的私有堆栈中；

64位-server模式为了线程运行效率，线程一直从私有堆栈中取得isRunning = true。

而：thread.setRunning(false); 更新的是公共堆栈中的isRunning = false。所以代码一直是死循环。

主要原因：公用堆栈中的值和私有堆栈中的值不同步；

解决方法，在isRunning 前加上volatile关键字（强制从公共堆栈中取值）

5.2、synchronized 和 volatile 的比较（可见性和原子性）：

volatile 关键字 （解决变量在多个线程之间的可见性）	synchronized 关键字 （解决多个线程之间的访问资源的同步性）
线程同步的轻量实现，比 synchronized 好；	比volatile差一点
只能修饰变量	可修饰方法、代码块和变量
不会阻塞	会阻塞
保证数据的可见性（读阶段），不保证原子性（写阶段） （即多个线程同时更改同一变量，就会有问题）；	保证原子性（写阶段），间接保证可见性（读阶段） （因为会将私有内存和公有内存中中的数据同步）；

其他说明：

synchronized 代码块有volatile 同步的功能：

• synchronized可以使多个线程访问同一个资源具有同步性（即同一时刻，只有一个线程可以执行synchronized保护的代码；）；
• synchronized还能将线程工作内存中的私有变量和公共内存中的变量同步（可以解决一个线程看到对象处于不一致的状态，还可以保证进入同步方法或同步代码块的每个线程，都看到由同一个锁保护之前所有的修改效果；）

六、其他注意

6.1 String对象作为锁的注意事项

注意：如果使用String对象作为锁，需注意当String一致时，他们其实是同一个对象，不像对象那样，即使里面的String相同，也不是同一个对象。

"aa" == "aa" //true
new String("a") == new String("a") //false

如果不注意可能会导致锁的有问题。

6.2 内部类和静态内部类的实例化的两种不同语法：

非静态内部类：  外部类.new 内部类名
静态内部类： 直接 new 类名即可，和普通的类新建对象没有什么区别。

6.3 锁对象的改变

这个例子说明了两个知识点：

• 锁的争抢只在线程开始执行的一瞬间，后续对于该锁的争抢是不会变的。即使在代码中动态改变了锁对应的对象。只要代码没有执行完，那么所有相关的锁都是一样的。

对象不变，即使对象的属性被改变，那么对该对象持有的锁并不会变。

6.4 读写操作和原子类说明：

1、读写操作一般分为3阶段：读→用→写。读和写各为原子操作。但读写在一起并不为原子操作。

2、可以使用原子类进行 i++操作：

注意：原子类本身操作安全，但是如果代码执行顺序不安全，从线程整体来看，还是不安全的。

七、END!