第13章執行緒安全與鎖優化
執行緒安全
當多個執行緒訪問一個物件的時候，如果不用考慮這些執行緒在執行時環境下的排程和交替執行，也不需要進行額外的同步，或者在呼叫方進行任何其他的協調操作，呼叫這個物件的行為都可以獲得正確的結果，那這個物件時執行緒安全的
Java語言中各種操作共享的資料分為以下五類：
- 不可變：用final來修飾一個基本資料型別或是物件所在的類
- 絕對執行緒安全：在Java API中標註自己是執行緒安全的類，大多數都不是絕對的執行緒安全
- 相對執行緒安全：即通常所說的執行緒安全，代表類：Vector，HashTable，Collections的synchronizedCollection()方法
- 執行緒相容：即通常所說的執行緒不安全，代表類：ArrayList和HashMap
- 執行緒對立:指呼叫段是否採取了同步措施，都無法在多執行緒環境中併發使用的程式碼，代表：Thread類的suspend()和resume()方法
執行緒安全的實現方法：
- 互斥同步（阻塞同步）：對執行緒進行頻繁的阻塞和喚醒會帶來效能問題，屬於一種悲觀的併發策略。
- 非阻塞同步（通過處理器指令集實現，代表：CAS），是一種樂觀併發策略，先進行操作，如果沒有其他執行緒爭用共享資料，那操作就成功了，如果共享資料由爭用，產生了衝突，那就再採取其他的補償措施（如不斷地重試，直到成功為止），這種方法不需要把執行緒掛起。
- 無同步方案：如果一個方法本身就不涉及共享資料，自然無需同步措施去保證正確性，天生是執行緒安全的程式碼分為兩類：可重入程式碼和執行緒本地儲存
什麼是可重入程式碼：相對於執行緒安全的特性來說，可重入性是更基本的特性，它可以保證執行緒安全；但是反過來，執行緒安全並不保證可重入性
執行緒本地儲存：把共享資料的可見範圍限制在同一個執行緒之內，如ThreadLocal類實現執行緒本地儲存功能
ReentrantLock與synchronized都具有互斥的特點用來實現同步，不過reentrantLock具有以下三個高階功能
- 等待可中斷：當持有鎖的執行緒長期不釋放鎖的時候，正在等待的執行緒可以選擇放棄等待，改為處理其他的事情，對執行時間非常長的同步塊很有用
- 可實現公平鎖：多個執行緒等待同一個鎖時，必須按照申請鎖的時間順序來一次獲得鎖，而非公平鎖則不保證這一點，在鎖被釋放的時候，任何一個等待鎖的執行緒都有機會獲得鎖
- 鎖可以繫結多個條件：一個ReentrantLock物件可以同時繫結多個Condition物件
ReentrantLock的弊端：吞吐量不如synchronized
CAS指令需要3個運算元，分別是記憶體位置（V），舊的預期值（A），新值（B）。CAS 指令執行的時候，當且僅當V符合舊預期值A時，處理器用新值B更新V值，否則它就不執行更新，但是無論是否更新了V的值，都會返回V的舊值。這個操作是一個原子操作
第三節 鎖優化
自旋鎖:JDK1.6預設開啟自旋鎖，因為掛起和恢復執行緒的操作都需要轉入核心態來完成，這樣會給系統的效能帶來很大的壓力，特別是在共享資料的鎖定狀態只維持很短的時間的情況下，因此引出了自旋鎖是在有兩個以上的處理器的情況下，讓多個執行緒同時工作，如果後面的執行緒請求鎖，就讓它稍等一下，但不放棄處理器的執行時間，這時會讓該執行緒執行一個忙迴圈。
鎖粗化：一般情況下推薦獎程式碼塊的作用範圍限制的儘量小，這是做細化，但是如果一系列的連續操作都對同一物件進行反覆加鎖，解鎖，甚至加鎖操作是出現在迴圈體中的，那即使沒有執行緒競爭，頻繁地進行互斥同步操作也會導致不必要的效能損耗。通常情況下，將加鎖同步的範圍擴大到整個操作序列的外部。
輕量級鎖：JDK1.6新增的鎖機制，在沒有多執行緒競爭的前提下，減少傳統重量級鎖使用作業系統互斥量產生的效能損耗。