【多线程不安全的原因与解决办法】

1、线程不安全的特征

通过上面一个博文，我们可以注意到不安全例子的特点：

有实例变量或静态变量

类似于count++(读-操作-写)
有if-then
有发布set方法
多个线程对同一个对象操作

如果有碰到上面这样的，请要注意了！！！

2、不安全的原因

2.1 原子性

count++ 不是原子操作

ConcurrentHashMapTest中的if-then也不是原子操作

2.1 有序性

有序性问题（指令重排或者工作内存和主存同步延迟）
见上一篇博客中的——神奇的while例子，底层可能优化成这样：

while(!done)
   i++;

转成这样了：

if(!done) {
   while(true)
   i++;
}

指令被重排了，工作线程done无法同步到主存中。

2.3 可见性

比如上面的例子，主线程更改了done，但子线程看不到done的变化。

3 保存并发三个特性的手段

原子性：AtomicXX、synchronized、使用Map的原子操作。等等

有序性： synchronized、volatile
可见性： synchronized、volatile、final
!!!万能的synchronized。

4 为什么？

为什么AtomicXX有原子性功效？

为什么synchronized有原子性、可见性、有序性功效？
为什么volatile有可见性、有序性功效？

请看规定的：
1、Java内存模型中的八条可保证happen—before的规则
2、Java内存模型中的八条交互规则
3、volatile特殊规则

套用上面规则来分析synchronized，其他类似。

可见性：【规定的某条规则】对一个变量执行unlock之前，必须先把此变量同步回主内存中。

有序性和原子性：【规定的某条规则】一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁

5、 synchronized是什么鬼？

javap后的synchronized方法.png

具体方法

synchronized修饰的代码库底层指令集有两个: monitorenter/monitorexit

1、 monitor是什么鬼？
2、为什么会有两个monitorexit
-> 第二个monitorexit是怕你出了异常，做了释放锁的动作。

6、什么是monitor？

中文名称叫做管程
好，自行补脑：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%A3%E8%A6%96%E5%99%A8_(%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%90%8C%E6%AD%A5%E5%8C%96)

7、为什么要引入管程？

解决类似以下两个问题 from《现代操作系统》：

火车订票系统，只有最后一张票，但有2个客户试图争夺这张火车票。
线程A负责读取mysql数据，线程B负责打印数据。线程B需要等待A的完成，否则打印就是不正确的。

即： 两个或多个线程读写某些共享数据，而最后取决于线程运行的精确时序。——竞争条件

如何避免竞争条件？
——互斥。线程A对共享资源使用完之前线程B无法使用。

互斥的手段：
信号量、互斥量、管程、CPU中断等

8、信号量解决互斥

8.1 什么是信号量

自行补脑: http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html

8.2 解决互斥栗子（来自《现代操作系统》）

生产者和消费者问题.png

注意：信号量大于=0，如果=0，再去获取信号量的话，就会阻塞住。

问题：交换下生产者中的两行，如下：

Paste_Image.png

请分析当empty=0和full=10情况，是不是会发生死锁？嘿嘿。。
所以管程的优势是，有编译器来处理进入临界区代码和出临界区代码。我们只要加了synchronized，由编译器自动帮我们编织了monitorenter和monitorexit。

管程织入

还有一个问题就是进入临界区（共享数据的读写代码段称为临界区）之后，如果里面因为一个条件需要阻塞，那这个锁就无法释放对吧。
所以管程模型，提出了类似于java中的wait/notify/notifyAll（条件队列）用于解决这个问题。当条件阻塞，调用wait让出这个锁。当条件满足notify，让另一个线程重新获得这个锁。

所以wait/notify/notifyAll（条件队列）一定要在synchronized中使用，否则会报错