线程简介及安全性

1. 线程的优点

• 发挥多处理器的强大功能
• 建模的简单性 为模型中的每种类型任务都分配一个专门的线程
• 异步事件的简化处理
• 响应更灵敏的用户界面

2. 线程带来的风险

• 安全性问题
• 活跃性问题 如发生死锁，无限等待
• 性能问题 如频繁的上下文切换：保存与恢复上下文，丢失局部性，CPU花在线程切换上更多开销而不是线程上；如同步机制，抑制某些编译器优化，使内存缓存区内存无效，增加共享内存总线流量

3. 线程安全性

如果当多个线程访问同一个可变的状态变量时没有使用合适的同步，那么程序就会出现错误。有三种方式可以修复这个问题：
√ 不在线程之间共享该变量
√ 将状态变量修改为不可变变量
√ 在访问状态变量时使用同步

无状态对象一定是线程安全的。
无状态对象：他既不包含任何域，也不包含对其他类中域的引用

竞态条件： 由于不恰当的执行时序而出现的不正确的结果
竞态条件出现常见操作： 先检查后执行，如延迟初始化； 读取-修改-写入， 如i++

3.1 内置锁与重入

JAVA中提供了一种内置锁机制支持原子性：同步代码块
同步代码块分为两部分：
1）锁的对象引用 synchronized (lock) { }
2）锁保护的代码块

public void synchronized count() {
	.....
}

内置锁是可重入的，如果某个线程试图获得该线程已经获得的锁，那么该请求会成功
重入实现方式： 为每个锁关联一个获取计数器与一个所有者线程，线程进入则+1，线程退出则-1。当计数器为0，该锁将被释放

3.2 活跃性与性能

当实现某个同步策略时，一定不要盲目为了性能而牺牲简单性（这可能会破环安全性）

当执行时间较长的计算或者可能无法完成的操作时（例如，网络I/O或控制台I/O），一定不要持有锁