Java 多线程（一）线程安全基础

线程安全基础

最低安全性

当线程在没有同步的情况下读取变量时，可能会得到一个失效值，但至少这个值是由之前某个线程设置的值，而不是一个随机值。这种安全性保证称为最低安全性。

最低安全性适用于绝大多数变量，但是存在一个例外，非 volatile 类型的64位数值变量（double 和 lang）。Java 内存模型要求，变量的读取操作和写入操作必须是原子操作，但对于非 volatile 类型的 long 和 double 变量，JVM 允许将64位的读操作或写操作分解为两个32位的操作。

Volatile 变量

一种稍弱的同步机制，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。当声明为 volatile 类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile 变量不会被缓存到寄存器或者其他处理器不可见的地方，因此在读取 volatile 类型的变量是总会返回最新写入的值。

加锁机制即可以保证可见性又可以保证原子性，而 volatile 变量只能确保可见性。

volatile 使用条件（当且仅当）
- 对变量的写入操作不依赖变量的当前值，或者确保只有单个线程更新变量值。
- 该变量不会与其他状态变量一起纳入不变性条件中。
- 在访问变量时不需要加锁。

线程封闭

避免使用同步，在单线程内访问数据。可靠的线程封闭技术包括栈封闭和 ThreadLocal

Ad-hoc 线程封闭

维护线程封闭性的职责完全由程序实现来承担。该方式是非常脆弱的。
可以通过在 volatile 变量上实现一种特殊的线程封闭。
确保只有单个线程对共享的 volatile 变量执行写入操作，
那么就可以安全的就可以安全的在这些共享的 volatile 变量上执行·读取·-·修改·-·写入·的操作。
在这种情况下，相当于将修改操作封闭在单个线程中以防止发生竟态条件，并且 volatile 变量还确保了其可见性。

栈封闭

线程封闭的一种特例，栈封闭中，只能通过局部变量才能访问对象。
局部变量的固有属性之一就是封闭在执行线程中。
它们位于执行线程的栈中，其他线程无法访问这个栈。

ThreadLocal 类

源码详解点这里

ThreadLocal 提供了 get 和 set 等访问接口和方法。
这些方法为每个使用该变量的线程都存有一份独立的副本，
因此 get 总是返回由当前执行线程在调用 set 时设置的最新值。

不变性

不可变对象

某个对象在创建后其状态不能被修改，那么这个对象就称为不可变对象。

不可变对象很简单，它们只有一种状态，并且该状态由构造函数控制。

Final 域

final 用于构建不可变性对象。final 类型的域是不可修改的（但如果 final 域所引用的对象是可变的，那么这些被引用的对象是可以修改的）
深入理解 final 关键字

final 域能确保初始化过程的安全性，从而可以不受限制的访问不可变对象，并在共享这些对象时无需同步。

安全发布对象

要安全发布一个对象，对象的引用和状态必须同时对其他线程可见。
一个正确构造的对象可以通过以下方式来安全发布。
    * 在静态初始化函数中初始化一个对象引用
    * 将对象的引用保存到 volatile 类型的域或AtomicReferance中
    * 将对象的引用保存到某个正确构造对象的 final 域中
    * 将对象的引用保存到由锁保护的域中