Java基础七---Java并发基础

本章节配合博文Java内存模型(JMM)&volatile一起食用最佳。

为什么需要多线程?什么是并发三要素？

见博文:Java内存模型(JMM)&volatile

Java如何解决并发问题(JMM)?

见博文:Java内存模型(JMM)&volatile

并发关键字: volatile、synchronized 和 final

见博文Java基础二---Java中的50个关键字

先行发生原则(Hapens-Before规则)

见博文:Java内存模型(JMM)&volatile

线程安全的级别

一个类在可以被多个线程安全调用时就是线程安全的。

线程安全不是一个非真即假的命题，可以将共享数据按照安全程度的强弱顺序分成以下五类: 不可变、绝对线程安全、相对线程安全、线程兼容和线程对立。

1. 不可变
   不可变(Immutable)的对象一定是线程安全的，不需要再采取任何的线程安全保障措施。只要一个不可变的对象被正确地构建出来，永远也不会看到它在多个线程之中处于不一致的状态。
   多线程环境下，应当尽量使对象成为不可变，来满足线程安全。

不可变的类型:

• final 关键字修饰的基本数据类型
• String
• 枚举类型
• Number 部分子类，如 Long 和 Double 等数值包装类型，BigInteger 和 BigDecimal 等大数据类型。但同为 Number 的原子类 AtomicInteger 和 AtomicLong 则是可变的。

2. 绝对线程安全
   不管运行时环境如何,调用者都不需要任何额外的同步措施。

3. 相对线程安全
   相对线程安全需要保证对这个对象单独的操作是线程安全的，在调用的时候不需要做额外的保障措施。但是对于一些特定顺序的连续调用，就可能需要在调用端使用额外的同步手段来保证调用的正确性。
   在 Java 语言中，大部分的线程安全类都属于这种类型，例如 Vector、HashTable、Collections 的 synchronizedCollection() 方法包装的集合等。

4. 线程兼容
   线程兼容是指对象本身并不是线程安全的，但是可以通过在调用端正确地使用同步手段来保证对象在并发环境中可以安全地使用，我们平常说一个类不是线程安全的，绝大多数时候指的是这一种情况。Java API 中大部分的类都是属于线程兼容的，如与前面的 Vector 和 HashTable 相对应的集合类 ArrayList 和 HashMap 等。

5. 线程对立
   线程对立是指无论调用端是否采取了同步措施，都无法在多线程环境中并发使用的代码。由于 Java 语言天生就具备多线程特性，线程对立这种排斥多线程的代码是很少出现的，而且通常都是有害的，应当尽量避免。

线程安全的实现方式

1. 互斥同步
   synchronized 和 ReentrantLock
2. 非阻塞同步
3. 无同步方案

• 栈封闭
• 线程本地存储
• 可重入代码