什么是线程安全？

当一个线程在同一时刻共享同一个全局变量或静态变量时，可能会受到其他线程的干扰，导致数据有问题，这种现象就叫线程安全问题。

为什么有线程安全问题？

当多个线程同时共享，同一个全局变量或静态变量，做写的操作时，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题，但是做读操作时不会发生数据冲突问题。

线程安全解决办法？

1、如何解决多线程之间线程安全问题？

答：使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)

2、为什么使用线程同步或使用锁能解决线程安全问题呢？

答：将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题)，只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁，然后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。

3、什么是多线程之间同步？

答：当多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰。

同步代码块

1、什么是同步代码块？

答：就是将可能会发生线程安全问题的代码，用synchronized给包括起来。

 synchronized(同一个数据) {
 // 可能会发生线程冲突问题
}
  

 synchronized(对象) {//这个对象可以为任意对象 
    // 需要被同步的代码 
}   

对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行。 没持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去。

同步的前提：

必须有两个或者两个以上的线程 必须是多个线程使用同一个锁 必须保证同步中只能有一个线程在运行 同步的好处： 解决了多线程的安全问题

同步的弊端： 多个线程需要判断锁，较为消耗资源、抢锁的资源。

同步函数

1、什么是同步函数？

答：在方法上修饰 synchronized 称为同步函数

 public synchronized void sale() {
if (trainCount > 0) { 
try {
Thread.sleep(40);
} catch (Exception e) {

}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
}
}
  

同步函数使用的是 this 锁

证明方式：一个线程使用同步代码块（this明锁），另一个线程使用同步函数。如果两个线程抢票不能实现同步，那么会出现数据错误。

 
package cn.icloudit;

class ThreadTrain2 implements Runnable {
private int count = 100;
public boolean flag = true;
private static Object oj = new Object();

@Override
public void run() {
if (flag) {
while (count > 0) {
synchronized (this) {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票");
count--;
}
}

}

} else {
while (count > 0) {
sale();
}
}

}

public synchronized void sale() {
// 前提 多线程进行使用、多个线程只能拿到一把锁。
// 保证只能让一个线程 在执行 缺点效率降低
// synchronized (oj) {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票");
count--;
}
// }
}
}

public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadTrain2 threadTrain1 = new ThreadTrain2();
Thread t1 = new Thread(threadTrain1, "①号窗口");
Thread t2 = new Thread(threadTrain1, "②号窗口");
t1.start();
Thread.sleep(40);
threadTrain1.flag = false;
t2.start();
}
}  

静态同步函数

1、什么是静态同步函数？

答：方法上加上 static 关键字，使用 synchronized 关键字修饰，或者使用类 .class 文件。

静态的同步函数使用的锁是 该函数所属字节码文件对象 可以用 getClass方法获取，也可以用当前 类名.class 表示。

 synchronized (ThreadTrain.class) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
}
}
  

总结： synchronized 修饰方法使用锁是当前 this 锁。 synchronized 修饰静态方法使用锁是当前类的 字节码文件。

多线程死锁

什么是多线程死锁？

答：同步中嵌套同步，导致锁无法释放

 package cn.icloudit;

class ThreadTrain6 implements Runnable {
// 这是货票总票数,多个线程会同时共享资源
private int trainCount = 100;
public boolean flag = true;
private Object mutex = new Object();

@Override
public void run() {
if (flag) {
while (true) {
synchronized (mutex) {
// 锁(同步代码块)在什么时候释放？ 代码执行完， 自动释放锁.
// 如果flag为true 先拿到 obj锁,在拿到this 锁、 才能执行。
// 如果flag为false先拿到this,在拿到obj锁，才能执行。
// 死锁解决办法:不要在同步中嵌套同步。
sale();
}
}
} else {
while (true) {
sale();
}
}
}

public synchronized void sale() {
synchronized (mutex) {
if (trainCount > 0) {
try {
Thread.sleep(40);
} catch (Exception e) {

}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
trainCount--;
}
}
}
}

public class DeadlockThread {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadTrain6 threadTrain = new ThreadTrain6(); // 定义 一个实例
Thread thread1 = new Thread(threadTrain, "一号窗口");
Thread thread2 = new Thread(threadTrain, "二号窗口");
thread1.start();
Thread.sleep(40);
threadTrain.flag = false;
thread2.start();
}

}  

多线程的三大特性

原子性

即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。

一个很经典的例子就是银行账户转账问题： 比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。

我们操作数据也是如此，比如i = i+1；其中就包括，读取i的值，计算i，写入i。这行代码在Java中是不具备原子性的，则多线程运行肯定会出问题，所以也需要我们使用同步和lock这些东西来确保这个特性了。

原子性其实就是保证数据一致、线程安全一部分。

可见性

当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

若两个线程在不同的cpu，那么线程1改变了i的值还没刷新到主存，线程2又使用了i，那么这个i值肯定还是之前的，线程1对变量的修改线程没看到这就是可见性问题。

有序性

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

一般来说处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。如下： int a = 10; //语句1 int r = 2; //语句2 a = a + 3; //语句3 r = a*a; //语句4 则因为重排序，他还可能执行顺序为 2-1-3-4，1-3-2-4 但绝不可能 2-1-4-3，因为这打破了依赖关系。

显然重排序对单线程运行是不会有任何问题，而多线程就不一定了，所以我们在多线程编程时就得考虑这个问题了。

Java内存模型

共享内存模型指的就是Java内存模型(简称JMM)，JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。

总结：什么是Java内存模型：java内存模型简称jmm，定义了一个线程对另一个线程可见。共享变量存放在主内存中，每个线程都有自己的本地内存，当多个线程同时访问一个数据的时候，可能本地内存没有及时刷新到主内存，所以就会发生线程安全问题。

Volatile 关键字

什么是 Volatile 关键字？ 答：Volatile 关键字的作用是变量在多个线程之间可见。

 class ThreadVolatileDemo extends Thread {
public    boolean flag = true;
@Override
public void run() {
System.out.println("开始执行子线程....");
while (flag) {
}
System.out.println("线程停止");
}
public void setRuning(boolean flag) {
this.flag = flag;
}

}

public class ThreadVolatile {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo();
threadVolatileDemo.start();
Thread.sleep(3000);
threadVolatileDemo.setRuning(false);
System.out.println("flag 已经设置成false");
Thread.sleep(1000);
System.out.println(threadVolatileDemo.flag);

}
}  

已经将结果设置为fasle为什么？还一直在运行呢。

原因：线程之间是不可见的，读取的是副本，没有及时读取到主内存结果。

解决办法：使用Volatile关键字将解决线程之间可见性, 强制线程每次读取该值的时候都去“主内存”中取值

Volatile非原子性

 public class VolatileNoAtomic extends Thread {
private static volatile int count;

// private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
private static void addCount() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
count++;
// count.incrementAndGet();
}
System.out.println(count);
}

public void run() {
addCount();
}

public static void main(String[] args) {

VolatileNoAtomic[] arr = new VolatileNoAtomic[100];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr[i] = new VolatileNoAtomic();
}

for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr[i].start();
}
}

}  

结果发现 数据不同步，因为Volatile不用具备原子性。

AtomicInteger原子类

AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类，通过线程安全的方式操作加减。

 public class VolatileNoAtomic extends Thread {
static int count = 0;
private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
//等同于i++
atomicInteger.incrementAndGet();
}
System.out.println(count);
}

public static void main(String[] args) {
// 初始化10个线程
VolatileNoAtomic[] volatileNoAtomic = new VolatileNoAtomic[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 创建
volatileNoAtomic[i] = new VolatileNoAtomic();
}
for (int i = 0; i < volatileNoAtomic.length; i++) {
volatileNoAtomic[i].start();
}
}

}
  

volatile与synchronized区别

仅靠volatile不能保证线程的安全性。（原子性）

volatile轻量级，只能修饰变量。synchronized重量级，还可修饰方法； volatile只能保证数据的可见性，不能用来同步，因为多个线程并发访问volatile修饰的变量不会阻塞。 synchronized 不仅保证可见性，而且还保证原子性，因为，只有获得了锁的线程才能进入临界区，从而保证临界区中的所有语句都全部执行。多个线程争抢synchronized锁对象时，会出现阻塞。

最后

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