Java多线程编程-(1)-线程安全和锁Synchronized概念
一、进程和线程
1、在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。
2、进程是爹妈，管着众多线程儿子。
3、进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
4、线程：有时被称为轻量级进程，lwp,是程序执行的最小单元。线程是程序中一个单一的顺序控制流程，是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位，指运行中程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，被称为多线程。
二、java实现多线程的方式
1、继承Thread,重写run()方法
public class MyThread extends Thread{
public void run(){
while(true){
System.out.println(this.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args）{
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); //线程启动的正确方式
}
}
另外：启动线程的方式是start()方法而不是run()方法，如果用run（），那他就是一个普通的方法执行了。
2、实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable{
public void run(){
System.out.println("12345");
}
public static void main(String[] args){
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable,"t1");
thread.start();
}
}
三、线程安全
线程安全的概念：当多个线程访问某一个类（对象或方法）时，这个类始终能表现出正确的行为，
那么这个类（对象或方法）就是线程安全的。
线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。这里的加锁机制常见的如：synchronized
四、synchronized修饰符
1、synchronized:可以在任意对象的方法上加锁，而加锁的这段代码称为“互斥区”或“临界区”
2、不使用synchronized实例（代码A）:
public class MyThread extends Thread{
private int count = 5;
public void run(){
count--;
System.out.println(this.currentThread().getName()+" count:" + count);
}
public static void main(String[] args){
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread1 = new Thread(myThread, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(myThread, "thread2");
Thread thread3 = new Thread(myThread, "thread3");
Thread thread4 = new Thread(myThread, "thread4");
Thread thread5 = new Thread(myThread, "thread5");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
}
可以看到，上述 的代码执行结果是不正确的，这是因为多个线程同时操作run()方法时，对count进行修改，进而造成错误。
3、使用synchronized实例（代码B）：
public class MyThread extends Thread{
private int count= 5;
public synchronized void run(){
count--;
System.out.println(this.currentThread().getName() + " count:" + count);
}
public static void main(String[] args){
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread1 = new Thread(myThread, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(myThread, "thread2");
Thread thread3 = new Thread(myThread, "thread3");
Thread thread4 = new Thread(myThread, "thread4");
Thread thread5 = new Thread(myThread, "thread5");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
代码A和代码B的区别就是在run() 方法上加上了synchronized修饰。
当多个线程访问MyThread的run()方法的时候，如果使用了synchronized修饰，那个多线程就会以排队的方式进行处理（这里的排队是按照CPU分配的先后顺序而定的），一个线程想要执行synchronized修饰的方法里的代码，首先尝试获得锁，如果拿到锁，执行synchronized代码体的内容，如果拿不到锁的话，这个线程就会不断的尝试获得这把锁，直到拿到为至，而且多线程同时去竞争这把锁，也就是会出现锁竞争的问题。
五、一个对象一把锁，多个线程多把锁
如代码C:
public class MultiThread{
private int num = 200;
public synchronized void printNum(String threadName,String tag){
if(tag.equals("a"){
num = num - 100;
System.out.println(threadName + " tag a,set num over");
} else {
num = num - 200;
System.out.println(threadName + " tag b,set num over");
}
System.out.println(threadName + " tag: " + tag +" ,num： "+num);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final MultiThread multiThread1 = new MultiThread();
final MultiThread multiThread2 = new MultiThread();
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
multiThread1.printNum("thread1","a");
}
}).start();
Thread.sleep(5000);
System.out.println("等待5秒，确保thread1已经执行完毕!");
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
multiThread2.printNum("thread2","b");
}
}).start();
}
}
以上代码可以看出，有两个对象：multiThread1和multiThread2,如果多个对象使用同一把锁的话，那么上述执行的结果就应该是：thread2 tag b,num = -100,因此，是每一个对象拥有该对象的锁的。
关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是一段代码或方法当做锁，所以上述实例代码C中哪个线程执行synchronized关键字的方法，那个线程就持有该方法所属对象的锁，两个对象，线程获得的就是两个不同对象的不同的锁，他们互不影响的。
那么，我们在正常的场景的时候，肯定是有一种情况的就是，所有的对象会对一个变量count进行操作，那么如何实现呢，很简单就是static关键字，我们知道，用static修改的方法或者变量，在该类的所有的对象是具有相同的引用的，这样的话，无论实例化多少对象，调用的都是一个方法，代码如下（代码D）：
public class MultiThread{
private static int num = 200;
public synchronized void printNum(String threadName,String tag){
if(tag.equals("a"){
num = num - 100;
System.out.println(threadName + " tag a,set num over");
} else {
num = num - 200;
System.out.println(threadName + " tag b,set num over");
}
System.out.println(threadName + " tag: " + tag +" ,num： "+num);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final MultiThread multiThread1 = new MultiThread();
final MultiThread multiThread2 = new MultiThread();
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
multiThread1.printNum("thread1","a");
}
}).start();
Thread.sleep(5000);
System.out.println("等待5秒，确保thread1已经执行完毕!");
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
multiThread2.printNum("thread2","b");
}
}).start();
}
}
执行代码D可以看出，对变量和方法都加上了static修饰，就可以实现我们所需的场景，同时也说明了，对于非静态static修饰的方法或变量，是一个对象一把锁的。六、对象锁的同步和异步
1、同步：synchronized
同步的概念即是共享，我们要知道“共享”这两个字，如果不是共享的资源，就没有必要进行同步，也就是没有必要进行加锁；
同步的目的就是为了线程的安全，其实对于线程的安全，需要满足两个最基本的特性：原子性和可见性
2、异步：asynchronized
异步的概念就是独立，相互之间不受到任何制约，两者之间没有任何关系
3、示例代码
public class MyObject{
public void method(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args){
final MyObject myObject = new MyObject();
Thread t1 = new Thread(new Runnable(){
public void run(){
myObject.method();
}
},"t1);
Thread t2 = new Thread(new Runnable(){
public void run(){
myObject.method();
}
},"t2);
t1.start();
t2.start();
}
}
作者回复：
加static的属性无论实例化多少次，始终用的是一个地址空间，如果对这个static修饰的属性加锁，就相当于多个对象也是一把锁了，因为即使是多个线程也是同步访问一块地址空间。
最后一个方法为什么是异步的方法：方法加锁所有的线程都要排队顺序执行，如果不加锁就所有线程都可以异步访问
以上内容转载自-----------微信公众号：Java后端技术