JVM学习（八）：线程安全

1、线程安全：当多个线程访问一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也无需进行额外的同步，或者在调用方进行任何其他的协调操作，调用这个对象的行为都可以获得正确的结果，那这个对象就是线程安全的。

 

2、线程安全的等级（由强到弱依次如下）：

（1）不可变：不可变（Immutable）对象一定是线程安全的。如用final修饰的基本数据类型、String、枚举类以及java.lang.Number的部分子类（Long、Double等包装类，但AtomicInteger和AtomicLong并非不可变）。

（2）绝对线程安全：Java API中标注自己是线程安全的类，大多数都不是绝对线程安全。比如Vector容器，在同时做删除元素和获取元素的操作时，需要额外进行同步处理，才能真正做到线程安全。

（3）相对线程安全：即我们通常意义上所讲的线程安全，它需要保证对这个对象单独的操作是线程安全的，但对于一些特定顺序的连续调用，需要使用额外的同步措施才能保证调用结果的正确性。Java中比如Vector、HashTable、Collections的synchronizedCollection()方法包装的集合等都属于相对线程安全。

（4）线程兼容：对象本身不是线程安全，需要额外的同步手段来保证并发执行的安全，比如ArrayList和HashMap等集合类。

（5）线程对立：线程不安全，无论如何都不能在并发环境下保证线程安全的情况，很少出现，应尽量避免。比如已经废弃的中断线程的suspend()方法和恢复线程的resume()方法。

 

3、线程安全的实现方法：

（1）互斥同步：基于悲观并发策略实现的阻塞同步，同步是指在多个线程并发访问共享数据时，保证共享数据在同一时刻只被一个（或一些，使用信号量的时候）线程使用。临界区、互斥量和信号量都是主要的互斥实现方式，互斥是方法，同步是目的。Java中实现互斥同步的手段有使用synchronized关键字和使用J.U.C包中的重入锁（ReentrantLock）等。

（2）非阻塞同步：基于冲突检测的乐观并发策略，先对共享数据进行操作，如果发现没有竞争则操作成功，有就采取补偿措施（通常就是不断的重试，直至成功），操作和冲突检测必须具备原子性，需要硬件指令集的支持，比如CAS指令。

（3）无同步方案：不涉及共享数据，则无需同步，本身就支持线程安全，比如可重入代码或者线程本地存储（ThreadLocal）。