读书笔记来自《java并发编程实战》。

线程安全性

可重入锁

可重入意味着获取锁的操作的粒度是线程而不是调用。
实现方法是为每个锁关联一个获取计数值和一个所有者进程。当计数器为0，这个锁被认为可以被任何线程池游。当线程请求一个未被池游的锁时，JVM将记下锁的持有者，并且将计数器置为1，如果同一个线程再次获取这个锁，计数器将递增。当线程退出痛不快，计数器递减。当计数器为0，锁被释放。

对象的共享

可见性

volatile关键字

并发需要三点必须满足的特性

原子性：即一个操作或者多个操作要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
可见性：多个线程访问一个变量，其他线程能看到变量的改变
有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

volatile满足了可见性和有序性，没有办法满足原子性。实现原理是，每个线程的工作内存中，复制了变量的值（源自cpu缓存，防止每次都去主存获取）。当某个线程更改变量的值，其他线程的缓存失效，必须去主存重新获取。更改完成立马写回主存。

所以使用volatile的场景是能够保证操作原子性的情况变量的更改不依赖于当前值，或者可以确保只有单个线程更新变量的值。

加锁可以保证可见性

加锁不仅局限于互斥行为，还包括了内存可见性。

发布和逸出

this引用逸出

public class ThisEscape{
    public ThisEscape (EventSource source){
        source.registerListener{
            new EventListener(){
                public void onEvent(Event e){
                    doSomething(e);
                }
            }
        };
    }
}

在对象没有确定完全初始化之前就发布了this引用。在构造函数中注册了监听事件，但是此时ThisEscape对象还没有完全初始化。

安全的对象构造过程

public class SafeListener{
    private final EventListener listener;

    private SafeListener(){
        listener =new EventListener(){
            public void onEvent(Event e){
                doSomething(e);
            }
        };
    }

    public static SafeListener newInstance(EventSource source){
        SafeListener safe=new SafeListener();
        source.registerListener(safe.listener);
        return safe;
    }
}

在执行source.registerListener(safe.listener);之前， SafeListener已经完全初始化。

线程封闭

Ad-hoc线程封闭

完全由程序控制维护线程的封闭性，十分脆弱，尽量要少用。

栈封闭

即使用的变量均为局部变量，每次调用方法都会把局部变量压栈，同样也不存在线程安全的问题。

但是注意不可以对传入的引用做修改（函数副作用）或者发布方法中的一个引用（如集合引用），这样会导致逸出，带来线程安全问题。且不易维护。

Threadlocal类

在每个线程中都有一份变量的备份，实现原理是利用map（ThreadlocalMap， key是threadlocal）。解决了对于每个线程都使用的变量需要同步的问题，比如创建数据库的连接，session管理。

实现应用程序框架时，使用了大量的Threadlocal。如EJB调用，J2EE需要将一个事务上下文与某个执行中的线程关联起来。通过将事物上下文保存在静态的Threadlocal中实现。当框架需要知道当前运行的是哪一个事务的时候，只要从Threadlocal中读取上下文。

这种方法会降低代码的可重用性，带来隐含的耦合。使用时需要小心。

不变性

不可变对象一定是线程安全的。

如何构造一个不变的类。

final修饰变量和类
不提供setter方法
构造方法里初始化所有的值
getter方法返回值的clone
对象的clone采用深度复制
类成员变量被修饰成private

安全发布

安全地发布一个对象，对象的应用以及对象的状态必须同时对其他线程可见。一个正确构造的对象可以通过以下方式来安全地发布：

在静态初始化函数中初始化一个对象引用
将对象的应用保存到volatile类型的域或者AtomicReferance对象中
将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中
将对象的引用保存到一个由锁保护的域中

利用容器

线程安全库中的容器类提供了以下的安全发布保证：

通过将一个键或者值放入Hashtable、synchronizedMap或者ConcurrentMap中，可以安全地将它发布给任何从这些容器中访问它的线程（无论是直接访问还是通过迭代器访问）
通过将某个元素放入Vector、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet、synchronizedList或synchronizedSet中，可以将该元素安全地发布到任何从这些容器中访问该元素的线程
通过将某个元素放入BlockingQueue或者ConcurrentLinkedQueue中，可以将该元素安全地发布到任何从这些队列中访问该元素的线程。
类库中的其他数据传递机制（例如Future和Exchanger）同样能实现安全发布。

利用静态变量

静态初始化器由JVM在类的初始化阶段执行。由于在JVM内部存在着同步机制，因此通过这种方式初始化的任何对象都可以被安全地发布

java并发编程之线程安全性和对象共享