3第三章知识点整理2

【线程安全与线程兼容】 线程安全是指在多线程环境下，一个对象或方法在被多个线程同时访问时，能够保持其正确性和完整性。线程安全分为几个层次： 1. 不可变对象：如果对象创建后无法修改，如final修饰的变量、String常量、枚举类型、Number子类（Long, Double）以及BigInteger和BigDecimal，它们天生就是线程安全的。 2. 绝对线程安全：非常罕见，即使在并发环境下，对象在任何时刻都能提供正确结果，Java API中大多数标注为线程安全的类并不属于这一类。 3. 相对线程安全：对象自身是线程安全的，但某些特定连续调用可能需要额外的同步措施，如Vector和HashTable。 4. 线程兼容：对象本身不是线程安全的，但可以通过调用端的同步手段确保并发安全使用。 5. 线程对立：无论怎样同步，都无法在多线程环境中正确使用。 【线程安全实现】 线程安全的实现主要通过同步机制，包括： 1. 互斥同步：使用synchronized关键字实现，它通过monitorenter和monitorexit字节码确保同一时间只有一个线程能执行特定代码块，避免数据竞争。Java还提供了ReentrantLock，相比synchronized具有更多的功能，如可中断、公平锁和多个条件变量。 2. 非阻塞同步：乐观并发策略，如Java中的AtomicInteger、AtomicDouble等，它们使用CAS（Compare and Swap）操作，如果发现数据已被其他线程修改，则重新尝试，直到成功，避免了线程阻塞。 3. 无同步方案：包括可重入代码（线程执行过程可被打断且恢复后仍能正确执行）和线程本地存储（ThreadLocal），后者允许每个线程拥有自己的独立数据副本，避免线程间的数据共享冲突。 【总结】 理解线程安全和线程兼容的概念对于编写高效的并发程序至关重要。通过选择合适的同步策略，如互斥同步和非阻塞同步，开发者可以有效地管理和协调多线程环境中的资源访问，保证程序的正确性和性能。同时，无同步方案提供了一种减少锁竞争、提高并发性的途径，尤其是在线程间不需要共享状态的情况下。