Java线程和线程同步 - 线程(2)

1. 概述

Java中的线程表现为Threadclass，创建线程的唯一方式就是创建此类的一个实例对象。

使用Java代码有两种的方式（但最终都是创建一个Thread类实例）来创建一个线程：

1. 继承Thread类：不必说，他就是Thread类的实例
2. 实现Runable接口：使用时需要将实现类作为参数传递给一个Thread类的实例

2. 同步

Java提供了很多种线程之间通信的机制，最基本的一种就是 synchronization - 同步，这是通过 monitor - 监视器来实现的

首先，所有对象都关联着一个监视器，线程可以锁定或者解锁此监视器；
其次，且同一时间只能有一个线程可以锁定监视器，如果有其它线程想要尝试锁定的话它就会 block - 阻塞，直到它获得锁定权；

2.1 synchronized statement - 语句

synchronized 语句被执行时，会尝试去锁定其指定的对象上的监视器，直到成功为止；然后执行语句，最后自动解锁

语法：在synchronized (Expression) {}的Expression显示指定一个对象（最好的方式是实例语句中为this，类语句中为 类.class）

2.2 synchronized method - 方法

synchronized方法不同与语句的地方只在于其充当监视器的对象不能指定，而是只能按照默认规则来：实例语句中为this，类语句中为 类.class

2.3 deadlock - 死锁

Java语言不会阻止和检测死锁，程序如果需要避免死锁，应该使用自己保证

2.4 其它同步机制

1. volatile变量
   任何被volatile修饰的变量，都不拷贝副本到工作内存，而是任何修改直接操作主内存。因此，对于volatile变量的修改，所有线程可以马上看到。但是，volatile不能保证线程们对变量的修改是有序的。

   很简单，比如说多个线程操作volatile变量a时，

   public volatile int a;
   
   public void add(int b){
    a = a + b;
   }
   //比如，a = 3，每个线程的b都是传1。
   //1. 第一个线程来了，先进行3 + 1 记录，然后准备将4赋值给a时丢失CPU；
   //2. 第二个线程来了，也是3 + 1，然后赋值成功a等于4了。
   //3. 第一个线程恢复CPU权，将4赋值给a。
   //如上，其实正确结果无论线程一或二谁先执行，都应该是a = 5。但由于上述执行过程，a最终还是4，此时就是线程不安全。

   由于a = a + b;并非是一个原子操作，所以有可能第一个线程执行到一半时停止而第二个线程开始执行。

   所以，volatile适用的场景是有限的，总结如下：
   可行必要条件

   1. 对变量的写操作不依赖当前值。
   2. 变量没有包含在具有其它变量的不变式中。

   其实由于volatile只保证了可见性，所以其最符合直接赋值的场景。如上代码如果add方法内部只是a = b;即是。

2. java.util.concurrent包中的类

对象、监视器、锁、线程的关系如下：

《Java线程模型、线程状态 - 线程(1)》
《Java线程安全 - 线程(3)》