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1.线程是什么？

2.线程安全（重点）

1.概念：

1.举例：用两个线程分别对同一个变量做五万次自增，观察答案是否符合预期

那么是哪些原因造成了这种线程不安全的现象呢？我们一起来分析一下：

1.多个线程修改了同一个变量

2.线程在CPU调度上是抢占式执行的

3.没有保证线程的原子性

 4.内存可见性

JAVA内存模型JVM是什么？

为什么要用JVM呢？

 5.代码的有序性

我们来总结一下造成线程不安全的原因主要有哪些？ 

3.解决线程不安全问题（Synchronized关键字-监视器锁）

核心代码展示：对count自增的方法上锁

结果展示：

4.Synchronized关键字的注意事项

在JAVA虚拟机中，对象在内存中的结构可以划分为4部分区域

5.Synchronized的使用

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1.线程是什么？

Thread是Java中的类，PCB是系统中真正的线程

调用start（）方法才会真正的去系统中申请一个线程

线程的状态有哪些？ 

2.线程安全（重点）

1.概念：

如果多线程环境下代码运行的结果与单线程环境下相同，则说明这个线程是安全的

1.举例：用两个线程分别对同一个变量做五万次自增，观察答案是否符合预期

可以看见结果并不是我们所想的100000

那么是哪些原因造成了这种线程不安全的现象呢？我们一起来分析一下：

1.多个线程修改了同一个变量

2.线程在CPU调度上是抢占式执行的

3.没有保证线程的原子性

原子性就是一段代码，要么全部执行成功，要么全部执行失败

我们知道，代码最终都会编译成CPU可以执行的指令，那么count++这一条指令其实对应着三步操作：

1.从内存把数据读到CPU

2.进行数据更新

3.把数据写回CPU

那么为什么不保证原子性就会出错呢？首先这和线程的抢占式执行密切相关

我们来举个例子：

分别有两个线程对count这个变量进行自增操作t1和t2，count初始值为0

假设t2先从内存把数据读到CPU，此时CPU被t1抢占了过去，t1开始从内存把数据读到CPU并对count进行了自增操作：count++，此时t2又把CPU抢占了回来，也对count进行了自增操作，count++，此时又回到t1，将数据写回CPU，count = 1，然后t2也进行了数据的写回，count= 1；现在我们可以发现问题了，由于没有保证原子性，导致多个线程之间进行了重复的自增操作，覆盖掉别的线程修改后的值，所以最终的结果不对

图解如下：

 4.内存可见性

在多线程环境下，某一个线程修改了共享的变量，其他线程不能及时地接收到最新的值

JAVA内存模型JVM是什么？

1.主内存：指的是硬件的内存条，进程在启动的时候会申请一些资源，包括内存资源，用来保存所有的变量

2.工作内存：指的是线程独有的内存空间，它们之间不能相互访问，起到了线程之间内存隔离的作用

3.JVM规定，一个线程在修改某个变量的时候，必须把这个变量从主内存加载到自己的工作内存，修改完成后在返回主内存

为什么要用JVM呢？

Java是一个跨平台语言，而JVM把不同的计算设备和操作系统对内存的管理做了一个统一的封装

 5.代码的有序性

是指在编译过程中，JVM调用本地接口，CPU执行指令的过程中，指令的有序性

 这种通过打乱顺序，把不相关的代码或指令重新排列，从而提高程序效率的方式，在程序中叫做指令重排序

在单线程中重排序之后的结果百分百正确，但在多线程环境下就未必了

我们来总结一下造成线程不安全的原因主要有哪些？ 

3.解决线程不安全问题（Synchronized关键字-监视器锁）

对当前执行的代码加锁

当某一个线程要执行这个方法时，就先获取锁，获取到锁之后再去执行代码，其他线程也需要执行这个方法时，也需要获取锁，但是已经有线程持有锁时，他就需要等待，等到上一个线程释放这把锁（注意分辨锁的释放与CPU调度的区别，只有锁被释放之后，其他线程才能竞争锁，否则一直需要等待，且CPU的调用调离与释放锁没有任何关系）之后才有可能竞争到CPU的调度

因为线程时抢占式执行，CPU对调度是随机的，并不是先阻塞等待的线程就一定会先拿到锁

我们发现上了锁之后的代码变成了单线程，这也是不可避免的

所以在获取数据时，我们用多线程来提高效率

在修改数据时，用Synchronized上锁来保证安全

核心代码展示：对count自增的方法上锁

public synchronized void increase() {
        count++;
    }

结果展示：

可以看见上锁之后结果正确了，说明Synchronized解决了原子性的问题，并且通过把并行操作变成了串行操作，也保证了内存的可见性

但是Synchronized并不能保证有序性

4.Synchronized关键字的注意事项

1.从并行到串行：首先要保证正确，然后才考虑效率

2.加锁与CPU调度：锁的释放与CPU调度的区别，只有锁被释放之后，其他线程才能竞争锁，否则一直需要等待，且CPU的调用调离与释放锁没有任何关系

3.加锁的范围：比如加在for循环外就与串行是一模一样的，但加在外面两个for循环之间就是并发执行的，这样写要比两个for循环分别执行要快很多，这个要跟及实际情况考虑，加锁的范围越大称锁的粒度越大，反之越小

4.给代码块加锁：Synchronized可以用来修饰代码块，此时需要传入一个参数，用来表明锁的对象

5.锁对象：竞争的锁都必须是针对同一个对象的，可以自定义一个单独的对象表示锁（可以是JAVA中的任何对象），也可以使用this，多线程并不关心锁的对象是哪个，只关心他们是否竞争同一把锁，也就是是否是同一个对象，只有同一个对象才会产生锁的竞争

在JAVA虚拟机中，对象在内存中的结构可以划分为4部分区域

• mark word 与 类型指针(_class)  这两部分统一称为对象头 主要描述了当前是哪个线程获取到的资源，记录的是线程对象信息，当线程释放所资源的时候就会把线程对象信息清除掉，其他的线程就可以继续获得锁资源
• 实例数据 保存的就是类中的属性
• 对其填充 每一个类对象占用的字节数必须是八字节的整数倍

5.Synchronized的使用