了解线程安全

线程安全是多线程的重点和难点。

线程安全概念

线程安全：在多线程的各种随机调度顺序下，代码没有bug，都能够符合预期的方式来执行，此时认为线程安全

线程不安全：如果在多线程随机调度下代码出现bug，此时就认为是线程不安全。

当然，产生的**“bug”**算不算一个bug，取决于产品的需求文档

通过一段典型的代码来认识线程不安全

预期结果：count = 10000；

实际结果：

同时每次结果不同。

上诉问题是怎么出现的？

原因：

Count类里面的increas方法进行的count++操作，在计算机底层是三条指令在CPU上完成的！

1）把内存的数据读取到CPU寄存器中 load

2）把CPU的寄存器的值，进行 +1 add

3）把寄存器的值，写回到内存中 save

由于当前线程是两个线程修改一个变量，由于每次修改是3个步骤（不是原子的），由于线程之间的调度顺序是不确定。“
因此两个线程在真正执行这些操作的时候，就可能有多种执行的排列顺序。

正常情况： 两次累加，得到的结果应该是2

出现线程不安全情况：两次累加，得到的结果不是2

当然看图可能理解的不好，接来就选择一种情况来分析：

在形如这样的排列顺序下，此时多线程自增就会存在“线程安全问题”

整个线程 调度过程中，执行的顺序都是随机的；
由于在调度过程中，出现“串行执行”两种情况的次数和其他情况的次数不确定，因此得到的结果就是不确定的。（串行执行：正常情况那张图的两种方式就叫做串行执行）

线程不安全的五种原因：

1、抢占式执行（罪魁祸首）

多个线程调度的执行过程，是随机的

多线程编程难点：在编写多线程的代码的时候，就需要考虑到任意一种调度的情况下，都是能够运行出正确的结果的。

2、多个线程同时修改同一个变量

一个线程修改一个变量没事，多个线程读同一个变量，没事，多个线程修改不同变量，仍然没事。

这里涉及到一个面试题：String是不可变对象，这样设计有什么好处？

1、不可变对象本质是因为private隐藏了set系列方法

2、好处：线程安全是好处之一

3、修改操作不是原子的

解决线程安全问题，最常见的办法就是从原子性入手，把多个线程通过特殊手段，打包成一个原子操作。

像count++这种指令，本质上是三个CPU指令

load
add
save

CPU执行指令都是以“一个指令”为单位进行执行。
一个指令就相当于CPU上的**“最小单位”**不能说指令执行一般就把线程调度走了

但是修改操作，比如int a = 3；这样的赋值操作，就是单个CPU指令。这个时候就是更安全点。

（一个代码是否线程安全，判定是复杂的）

4、内存可见性

JVM代码优化带来的BUG

假设我们的代码很挫，目前有一个任务，是上级领导让我们加4个同事微信，并且问他们工作完成了没有；

假设我们写的代码是这样的，加一个同事，等待同事同意好友，回复以后，再去加下一个同事，问我们工作完成没有，挨个问这4个。

JVM看到我们这么搓的代码，上来就改成了一次性加4个同事好友，等待他们回复即可。

JVM的出发点是好的，但是有的时候优化过猛例如下面的代码：

执行的结果：

输入一个数字以后count应该是改变的，可是循环没有中断，仍然继续，这件事JVM优化的体现；

原因：JVM让认为读操作非常频繁，在t2线程没有输入时候，t1线程一直在进行读操作，但是t1没有任何改变，JVM就认为重复在内存中读是冗余的，直接从已经读过的缓存中拿。

5、指令重排序（也是由JVM优化引起）

具体在解决线程安全时候讲解