目录
线程状态
观察线程的所有状态
线程状态及其描述
线程状态转换
代码示例1
代码示例2
线程安全
概念
线程不安全的代码示例
线程不安全的原因
线程安全的代码示例-加锁
synchronized关键字
synchronized的特性
小结
形成死锁的四个必要条件
synchronized的使用示例
Java标准库中的线程安全类
线程状态
观察线程的所有状态
线程的状态是一个枚举类型 Thread.State
public class Demo11 { public static void main(String[] args) { for(Thread.State state:Thread.State.values()) System.out.println(state); }}运行结果
线程状态及其描述
NEW：Thread对象已经有了，但是start方法还没调用；
RUNNABLE：就绪状态，线程已经在CPU上执行了/线程正在排队等待执行（即工作中或即将开始工作）；
TERMINATED：Thread对象还在，但是内核中的下线程已经没了，即工作完成了；
TIMED_WARTING：阻塞状态，由于sleep这种固定时间的方式产生的阻塞；
WAITING：阻塞，由于wait这种不固定时间的方式产生的阻塞；
BLOCKED：阻塞，由于锁竞争导致的阻塞。
线程状态转换
代码示例1
public class Demo11 { public static void main(String[] args) { Object object=new Object(); Thread t1=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (object){ while(true){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } } },"t1"); t1.start(); Thread t2=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (object){ System.out.println("hello"); } } },"t2"); t2.start(); }}通过jconsole可以看到t1的状态是TIMED_WAITING，t2的状态是BLOCKED。
代码示例2
public class Demo11 { public static void main(String[] args) { Object object=new Object(); Thread t1=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (object){ while(true){ try { object.wait(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } } },"t1"); t1.start(); }}通过jconsole可以看到t1的状态是WAITING.
小结
BLOCKED表示等待获取锁，WAITING和TIMED_WAITING表示等待其它线程发来通知；
TIMED_WAITING线程在等待唤醒，但设置了时限；
WAITING线程在无限等待唤醒。
线程安全
概念
如果多线程环境下代码运行的结果是符合我们预期的，即在单线程环境应该的结果，则说这个程序是线程安全的。
线程不安全的代码示例
public class Demo12 { private static int count=0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1=new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50000; i++) { count++; } }); Thread t2=new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50000; i++) { count++; } }); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println("count: "+count); }}运行结果
结果与预期结果不一致且差别很大，显然上述代码是线程不安全的。
线程不安全的原因
1.修改共享数据
上述代码涉及到多线程（两个及两个以上的线程）针对同一个变量count进行修改。
2.原子性
一条Java语句不一定是原子的，也不一定只是一条指令。
比如count++，其实是由三步操作组成的：
1.从内存中把数据读取到CPU；
2.对变量count进行++；
3.把数据写回到内存。
如果一个线程正在对一个变量操作，中途其它线程插入进来了，如果这个操作被打断，结果就可能是错误的。
3.可见性
可见性指, 一个线程对共享变量值的修改，能够及时地被其他线程看到.
Java 内存模型 (JMM): Java虚拟机规范中定义了Java内存模型.
目的是屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果.
线程之间的共享变量存在 主内存 (Main Memory).
每一个线程都有自己的 "工作内存" (Working Memory) .
当线程要读取一个共享变量的时候, 会先把变量从主内存拷贝到工作内存, 再从工作内存读取数据.
当线程要修改一个共享变量的时候, 也会先修改工作内存中的副本, 再同步回主内存.
由于每个线程有自己的工作内存, 这些工作内存中的内容相当于同一个共享变量的 "副本". 此时修改线程1 的工作内存中的值, 线程2 的工作内存不一定会及时变化.
4.指令重排序
如果是在单线程情况下，JVM、CPU指令集会对其进行优化，比如，原来是按1->2->3的方式执行，优化后可能会按 1->3->2的方式执行，也是没问题，可以少跑一次前台。这种叫做指令重排序。
编译器对于指令重排序的前提是 "保持逻辑不发生变化". 这一点在单线程环境下比较容易判断, 但
是在多线程环境下就没那么容易了, 多线程的代码执行复杂程度更高, 编译器很难在编译阶段对代
码的执行效果进行预测, 因此激进的重排序很容易导致优化后的逻辑和之前不等价.
线程安全的代码示例-加锁
public class Demo12 { private static int count=0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object locker=new Object(); Thread t1=new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50000; i++) { synchronized (locker) { count++; } } }); Thread t2=new Thread(()->{ for (int i = 0; i < 50000; i++) { synchronized (locker) { count++; } } }); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println("count: "+count); }}运行结果
synchronized关键字
synchronized的特性
1）互斥
synchronized 会起到互斥效果, 某个线程执行到某个对象的 synchronized 中时, 其他线程如果也执行到同一个对象 synchronized 就会阻塞等待.
进入 synchronized 修饰的代码块, 相当于 加锁。
退出 synchronized 修饰的代码块, 相当于 解锁。
synchronized用的锁是存在Java对象头里的。
synchronized 的底层是使用操作系统的 mutex lock 实现的 .
2）可重入
Java 中的 synchronized 是 可重入锁 ,synchronized 同步块对同一条线程来说是可重入的，不会出现自己把自己锁死的问题；
理解死锁
一个线程没有释放锁 , 然后又尝试再次加锁 .// 第一次加锁, 加锁成功lock();// 第二次加锁, 锁已经被占用, 阻塞等待. lock();static class Counter { public int count = 0; synchronized void increase() { count++; } synchronized void increase2() { increase(); }}在上面的代码中, increase 和 increase2 两个方法都加了 synchronized, 此处的 synchronized 都是针对 this 当前对象加锁的.
在调用 increase2 的时候, 先加了一次锁, 执行到 increase 的时候, 又加了一次锁. (上个锁还没释
放, 相当于连续加两次锁)，这个代码是完全没问题的. 因为 synchronized 是可重入锁.
小结
在可重入锁的内部, 包含了 "线程持有者" 和 "计数器" 两个信息.
如果某个线程加锁的时候, 发现锁已经被人占用, 但是恰好占用的正是自己, 那么仍然可以继续获取到锁, 并让计数器自增.
解锁的时候计数器递减为 0 的时候, 才真正释放锁. (才能被别的线程获取到)
形成死锁的四个必要条件
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
1.互斥条件（锁的基本特性）
当一个线程持有一把锁之后，另一个线程也想要获取到锁，就要阻塞等待。
2.不可抢占条件（锁的基本特性）
当锁已经被线程1拿到之后，线程2只能等线程1主动释放，不能强行抢过来。
3.请求与保持条件（代码结构）
一个线程尝试获取多把锁，已经获取到部分数量的锁，但仍尝试获取其它线程已经占有的锁。
4.循环等待/环路等待（代码结构）
等待的依赖关系，形成了环。
这四个条件同时满足时，系统中就可能发生死锁。
解决死锁的方法通常包括死锁预防、死锁避免、死锁检测和死锁恢复等策略。
比如包括调整代码结构，避免循环等待；对锁进行编号，先加编号大的锁或编号小的锁。
synchronized的使用示例
synchronized 本质上要修改指定对象的 "对象头". 从使用角度来看, synchronized 也势必要搭配一个具体的对象来使用.
1.直接修饰普通方法
public class SynchronizedDemo { public synchronized void methond() { }}2.直接修饰静态方法
public class SynchronizedDemo { public synchronized static void method() { }}3.修饰代码块
锁当前对象
public class SynchronizedDemo { public void method() { synchronized (this) { } }}锁类对象
public class SynchronizedDemo { public void method() { synchronized (SynchronizedDemo.class) { } }}我们重点要理解，synchronized 锁的是什么. 两个线程竞争同一把锁, 才会产生阻塞等待.
两个线程分别尝试获取两把不同的锁, 不会产生竞争.
Java标准库中的线程安全类
Java 标准库中很多都是线程不安全的 . 这些类可能会涉及到多线程修改共享数据 , 又没有任何加锁措施 . ArrayList LinkedList HashMap TreeMap HashSet TreeSet StringBuilder 但是还有一些是线程安全的 . 使用了一些锁机制来控制 . Vector ( 不推荐使用 ) HashTable ( 不推荐使用 ) ConcurrentHashMap StringBuffer我们可以看到，例如StringBuffer类的成员，有不少是加锁的：
