JAVA并发编程实战笔记 第二章

2.1 线程安全性

当多个线程访问某个类时，不论这些线程如何交替执行，这个类始终都能表现出正确的行为，且主调代码中不需要任何额外的同步或协同，则称这个类是线程安全的。

类不变性条件(Invariant)：约束对象的状态
后验条件(Postcondition)：约束对象操作的结果

保证正确的行为是指：任何操作都不会违背类不变性条件或后验条件。在线程安全类的对象的实例上执行的任何串行或并行操作都不会使对象处于无效状态。

2.2 原子性

竞态条件

某个计算过程的正确性取决于多个线程交替执行时序。

注：数据竞争：多个线程同时对内存的同一块数据进行了操作，当至少有一个线程对其进行了写操作时就会发生数据竞争

竞态条件常见情况：

1. check-then-act：延迟初始化
2. 读取-修改-写入：递增运算

复合操作：

包含了一组必须以原子方式执行的的操作以确保线程安全性。

1. 使用原子变量类java.util.concurrent.atomic包

   并不一定正确，当不变性条件中涉及多个变量，各个变量之间相互约束，当更新其中一个变量时需要同时更新其它变量。

2. 单个原子操作中更新所有相关的状态变量，使用同步代码块

2.3 加锁机制

内置锁

每个Java对象都可以用作一个实现同步的锁，称为内置锁(Intrinsic Lock)。线程在进入同步代码块前会自动获得锁，并且在退出同步代码块时自动释放。

同步代码块(Synchronized Block)

包含一个作为锁的对象引用，一个作为由这个锁保护的代码块。

1. 修饰实例方法，则同步代码块的锁就是方法调用所在的对象。
2. 修改静态方法，则以Class对象作为锁。

重入

锁是可重入的，即获取锁的操作的粒度是线程，而不是调用。每个锁关联有一个计数器值和一个所有者线程，计数器值为0时，锁被认为不被持有。

用锁保护变量状态

如果用同步来协调对某一个变量的访问，则要满足：

1. 访问该变量的所有位置都需要同步
2. 所有同步需要使用同一个锁

加锁约定：

1. 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。
2. 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

通常不同时使用多种不同的同步机制：例如，同时使用原子变量和同步代码块。