并发编程之多线程

线程安全

概念

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1、当多个线程访问访问某一个类(对象或方法)时，这个类或对象或方法始终能表现出正确的行为或我们想要的结果，那么这个类(对象或方法)
就是线程安全的。
2、synchronized：可以在任意的对象及方法上加锁，而加锁的这段代码称之为互斥区或者临界区。

线程和锁

多个线程多个锁:多个线程，每个线程都可以拿到自己指定的锁，分别获得锁之后，执行synchronized方法体的内容。

代码示例

两个线程t1,t2分别依次start，访问两个对象的synchronized修饰的printNum方法，Code如下:

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/**
 * 关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码（方法）当做锁，
 * 所以代码中哪个线程先执行synchronized关键字的方法，哪个线程就持有该方法所属对象的锁（Lock），
 * 
 * 在静态方法上加synchronized关键字，表示锁定.class类，类一级别的锁（独占.class类）。
 * @author xujin
 *
 */
public class MultiThread {
    private int num = 0;
    public synchronized void printNum(String tag) {
        try {
            if (tag.equals("a")) {
                num = 100;
                System.out.println("tag a, set num over!");
                Thread.sleep(1000);
            } else {
                num = 200;
                System.out.println("tag b, set num over!");
            }
            System.out.println("tag " + tag + ", num = " + num);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // 注意观察run方法输出顺序
    public static void main(String[] args) {
        // 两个不同的对象
        final MultiThread m1 = new MultiThread();
        final MultiThread m2 = new MultiThread();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                m1.printNum("a");
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                m2.printNum("b");
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

执行结果如下:

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tag a, set num over!
tag b, set num over!
tag b, num = 200
tag a, num = 100

关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码（方法）当做锁，
所以代码中哪个线程先执行synchronized关键字的方法，哪个线程就持有该方法所属对象的锁（Lock）

如果，在静态方法上printNum（）加一个synchronized关键字修饰的话，那这个线程调用printNum()获得锁，就是这个类级别的锁。这是时候无论你实例化出多少个对象m1,m2都是没有任何关系的。
这样测试的结果是

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tag a, set num over!
tag a, num = 100
tag b, set num over!
tag b, num = 200

小结：
关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是把一段代码或方法当做锁，所以示例中代码中的哪个线程先执行synchronized关键字的方法，哪个线程就持有该方法对象的锁，也就是Lock,两个对象，线程获得的就是两个不同的锁，他们互不影响。
有一种情况则是相同的锁，即在静态方法上加synchronized关键字，表示锁定.class类，类一级别的锁独占.class类。

脏读

业务整体需要使用完整的synchronized，保持业务的原子性。

在我们对对象中的一个方法加锁的时候，需要考虑业务的或程序的整体性，也就是为程序中的set和get方法同时加锁synchronized同步关键字，保证业务的(service层)的原子性，不然会出现数据错误，脏读。

synchronized的重入

什么是synchronized的重入锁

synchronized,它拥有强制原子性的内置锁机制,是一个重入锁,所以在使用synchronized时,当一个线程请求得到一个对象锁后再次请求此对象锁,可以再次得到该对象锁,就是说在一个synchronized方法/块的内部调用本类的其他synchronized方法/块时，是永远可以拿到锁。
当线程请求一个由其它线程持有的对象锁时，该线程会阻塞，而当线程请求由自己持有的对象锁时，如果该锁是重入锁,请求就会成功,否则阻塞

简单的说:关键字synchronized具有锁重入的功能，也就是在使用synchronized时，当一个线程得到一个对象锁的锁后，再次请求此对象时可以再次得到该对象对应的锁。

这里的对象锁只有一个,就是child对象的锁,当执行child.doSomething时，该线程获得child对象的锁，在doSomething方法内执行doAnotherThing时再次请求child对象的锁，因为synchronized是重入锁，所以可以得到该锁，继续在doAnotherThing里执行父类的doSomething方法时第三次请求child对象的锁，同理可得到，如果不是重入锁的话，那这后面这两次请求锁将会被一直阻塞，从而导致死锁。
所以在Java内部，同一线程在调用自己类中其他synchronized方法/块或调用父类的synchronized方法/块都不会阻碍该线程的执行，就是说同一线程对同一个对象锁是可重入的，而且同一个线程可以获取同一把锁多次，也就是可以多次重入。因为java线程是基于“每线程（per-thread）”，而不是基于“每调用（per-invocation）”的（java中线程获得对象锁的操作是以每线程为粒度的，per-invocation互斥体获得对象锁的操作是以每调用作为粒度的）

其实现方法是为每个锁关联一个线程持有者和计数器，当计数器为0时表示该锁没有被任何线程持有，那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法；当某一线程请求成功后，JVM会记下锁的持有线程，并且将计数器置为1；此时其它线程请求该锁，则必须等待；而该持有锁的线程如果再次请求这个锁，就可以再次拿到这个锁，同时计数器会递增；当线程退出同步代码块时，计数器会递减，如果计数器为0，则释放该锁。

注意就是不要使用String的常量加锁，会出现死循环问题。

锁对象的改变问题:

当使用一个对象进行加锁的时候，要注意对象本身发生变化的时候，那么持有的锁就不同。如果对象本身不发生改变，那么依然是同步的，即使是对象的属性发生了变化。

同一对象属性的修改不会影响锁的情况

如：

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public class ModifyLock {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public synchronized void changeAttributte(String name, int age) {
        try {
            System.out.println("当前线程 : " + Thread.currentThread().getName() + " 开始");
            this.setName(name);
            this.setAge(age);
            System.out.println("当前线程 : " + Thread.currentThread().getName() + " 修改对象内容为： " + this.getName() + ", "
                    + this.getAge());
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("当前线程 : " + Thread.currentThread().getName() + " 结束");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        final ModifyLock modifyLock = new ModifyLock();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                modifyLock.changeAttributte("许进", 25);
            }
        }, "t1");
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                modifyLock.changeAttributte("李四X", 21);
            }
        }, "t2");
        t1.start();
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        t2.start();
    }
}

运行结果：

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当前线程 : t1 开始
当前线程 : t1 修改对象内容为： 许进, 25
当前线程 : t1 结束
当前线程 : t2 开始
当前线程 : t2 修改对象内容为： 李四X, 21
当前线程 : t2 结束