廢話

眾所周知，在Java的知識(shí)體系中，并發(fā)編程是非常重要的一環(huán)，也是面試的必問(wèn)題，一個(gè)好的Java程序員是必須對(duì)并發(fā)編程這塊有所了解的。為了追求成為一個(gè)好的Java程序員，我決定從今天開(kāi)始死磕Java的并發(fā)編程，盡量彌補(bǔ)自己在這方面的知識(shí)缺陷。

并發(fā)必須知道的概念

在深入學(xué)習(xí)并發(fā)編程之前，我們需要了解幾個(gè)基本的概念。

同步和異步

同步和異步用請(qǐng)求返回調(diào)用的方式來(lái)理解相對(duì)簡(jiǎn)單。

同步：可以理解為發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求后，必須等待返回結(jié)果才能執(zhí)行下面的操作。

異步：請(qǐng)求發(fā)出后，不需要等待返回結(jié)果，可以繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作，異步請(qǐng)求更像是在另一個(gè) “空間” 中處理請(qǐng)求的結(jié)果，這個(gè)過(guò)程不會(huì)影響請(qǐng)求方的其他操作。

舉個(gè)生活中的例子，比如我們?nèi)?shí)體店買(mǎi)衣服，挑選完款式后下單讓售貨員去倉(cāng)庫(kù)拿貨，在售貨員拿貨的過(guò)程你需要在店里等待，直到售貨員把衣服交給你后才算購(gòu)物成功，這就相當(dāng)于同步的過(guò)程。

不過(guò)，如果是在網(wǎng)上購(gòu)物的話，我們只需下單并完成支付，對(duì)我們來(lái)說(shuō)整個(gè)購(gòu)物過(guò)程就算完成了。網(wǎng)上的商家接到訂單會(huì)幫我們加緊安排送貨，這段時(shí)間我們可以去做其他的事，比如去外面打個(gè)籃球之類(lèi)的。等送貨上門(mén)并簽收商品就完事了，這個(gè)過(guò)程就相當(dāng)于異步。

并發(fā)和并行

并發(fā)和并行的功能很相似，兩者都可以表示多個(gè)任務(wù)一起執(zhí)行的情況，但本質(zhì)上兩者其實(shí)是有區(qū)別的。

嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，并行的多任務(wù)是真實(shí)的同時(shí)執(zhí)行，而并發(fā)更多的情況是任務(wù)之間交替執(zhí)行，系統(tǒng)不停的在多個(gè)任務(wù)間切換執(zhí)行，也就是 “串行” 執(zhí)行。

最直接的例子的就是我們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在單核CPU時(shí)代，系統(tǒng)表面上能同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)處理，比如聽(tīng)歌的同時(shí)又瀏覽網(wǎng)頁(yè)，但真實(shí)環(huán)境中這些任務(wù)不可能是真實(shí)并行的，因?yàn)橐粋€(gè)CPU一次只能執(zhí)行一條指令，這種情況就是并發(fā)，系統(tǒng)看似能處理多任務(wù)是因?yàn)椴煌５那袚Q任務(wù)，但因?yàn)闀r(shí)間非常短，所以在我們的感官來(lái)說(shuō)就是同時(shí)進(jìn)行的。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)真實(shí)的并行是隨著多核CPU的出現(xiàn)才有的。

臨界區(qū)

臨界區(qū)表示公共資源或是共享數(shù)據(jù)，可以被多個(gè)線程使用。但是每次只能有一個(gè)線程使用它，一旦臨界區(qū)的資源被占用，其他線程就必須等到資源釋放后才能繼續(xù)使用該資源。在Java程序開(kāi)發(fā)中，對(duì)于這樣的資源一般都需要做同步的操作，例如下面的這段代碼，用的就是synchronized關(guān)鍵字來(lái)對(duì)臨界區(qū)資源進(jìn)行同步

public class SyncTest implements Runnable {//臨界區(qū)資源public static SyncTest instance = new SyncTest();@Overridepublic void run() {synchronized (instance) {}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(new SyncTest());Thread t2 = new Thread(new SyncTest());t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();} } 復(fù)制代碼

阻塞和非阻塞

阻塞和非阻塞通常用來(lái)形容多線程間的相互影響。比如一個(gè)線程占用了臨界區(qū)的資源，那么其他需要這個(gè)資源的線程就必須等待。等待的過(guò)程會(huì)使線程掛起，也就是阻塞。如果臨界區(qū)的資源一直不釋放的話，那么其他阻塞的線程就都不能工作了。

非阻塞則相反，強(qiáng)調(diào)的是線程之間并不互相妨礙，所有的線程都會(huì)不斷嘗試向前執(zhí)行。

死鎖、饑餓和活鎖

這三種情況表示的是多線程間的活躍狀態(tài)，對(duì)于線程來(lái)說(shuō)，以上的情況都是 “非友好” 的狀態(tài)。

1、死鎖一般是指兩個(gè)或者兩個(gè)以上的線程互相持有對(duì)方所需的資源，并且永遠(yuǎn)在等待對(duì)方釋放的一種阻塞狀態(tài)。例如有兩個(gè)線程A和B同時(shí)共享臨界區(qū)的資源C，當(dāng)A占用C時(shí)，B處于阻塞狀態(tài)，然而A的釋放需要用到B的資源，這樣一來(lái)，就變成了A一直在等待B，B也一直在等待A，互相之間永遠(yuǎn)在等待對(duì)方釋放的狀態(tài)。

一般來(lái)說(shuō)，死鎖的發(fā)生是由于程序的設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致，而且死鎖很難解決，最好的方式就是預(yù)防。

2、饑餓是指某一個(gè)或者多個(gè)線程因?yàn)榉N種原因無(wú)法獲得所需的資源，導(dǎo)致一直無(wú)法執(zhí)行。比如它的線程優(yōu)先級(jí)太低，而高優(yōu)先級(jí)的線程不斷搶占它所需的資源，導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)資源無(wú)法工作。

3、活鎖的情況是線程一種非常有趣的情況，在生活中我們可能會(huì)碰到這樣的情況，那就是出門(mén)的時(shí)候可能會(huì)遇到有人要進(jìn)門(mén)，你打算讓他先進(jìn)門(mén)，他又打算讓你先出門(mén)，結(jié)果，兩個(gè)人都互相退后了，然后你打算先出門(mén)時(shí)對(duì)方也向前一步，來(lái)來(lái)回回就一直卡在門(mén)口。當(dāng)然，這種事情正常人很快就能解決，但如果是線程碰到就沒(méi)那么幸運(yùn)了。

如果兩個(gè)線程占用著公共的資源，并且秉承著 “謙讓” 的原則，主動(dòng)把資源讓給他人使用，你讓我也讓，這樣就造成資源在兩個(gè)線程間不斷跳動(dòng)但線程之間都拿不到資源的情況，這樣的情況就是活鎖了。

線程安全

線程安全指的是多線程的安全。如果一段程序可以保證被多線程訪問(wèn)后仍能保持正確性，那么程序就是線程安全的。一般來(lái)說(shuō)，線程安全注重的是多線程開(kāi)發(fā)中的共享數(shù)據(jù)的安全。就比如下面這段代碼：

public class ThreadSafety implements Runnable{//共享數(shù)據(jù)public static int i = 0;public void increase(){for (int j= 0;j<10; j++){i++;}}@Overridepublic void run() {increase();}public static void main(String[] args) throws Exception{ThreadSafety demo = new ThreadSafety();Thread t1 = new Thread();Thread t2 = new Thread();t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(i);}} 復(fù)制代碼

兩個(gè)線程 t1 和 t2 同時(shí)開(kāi)啟，執(zhí)行run方法，在我們的預(yù)想中，如果是線程安全的話，那么main的執(zhí)行結(jié)果應(yīng)該是20，但是因?yàn)?i 是共享數(shù)據(jù)，而程序沒(méi)有對(duì) i 的操作做同步的處理，最終運(yùn)行的結(jié)果并不是20，所以這種情況就不是線程安全的情況。

解決的辦法也比較簡(jiǎn)單，可以利用synchronized關(guān)鍵字來(lái)修飾方法或代碼塊，這部分的知識(shí)也是并發(fā)編程中非常重要的一塊，當(dāng)然，本文就不探究了，之后單獨(dú)寫(xiě)篇文章出來(lái)細(xì)說(shuō)。

參考：《實(shí)戰(zhàn)Java：高并發(fā)程序設(shè)計(jì)》

轉(zhuǎn)載于:https://juejin.im/post/5c22f038e51d451d4603291f

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程：什么是线程安全，以及并发必须知道的几个概念的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。