Java編程語言對于使用者來說是一個相當(dāng)簡單的編程語言。但是在使用的時候還是需要我們不斷注意相關(guān)問題，下面我們就來熟悉下Java編程語言的線程安全問題和信息同步。

就其自身來說，并發(fā)編程是一種技術(shù)，提供了操作的同時執(zhí)行，不論是在單一系統(tǒng)上還是分布在大量系統(tǒng)上。這類操作實際是一些指令順序，例如單獨某個***任務(wù)的子任務(wù)，這類操作能夠并行執(zhí)行，或者是作為線程，或者是作為進(jìn)程。線程和進(jìn)程之間的本質(zhì)區(qū)別在于：進(jìn)程通常是獨立的(例如獨立的地址空間)，所以只能通過系統(tǒng)提供的進(jìn)程間通信機制進(jìn)行交互，而線程通常共享單一進(jìn)程的狀態(tài)信息，能夠直接共享系統(tǒng)資源和內(nèi)存中的對象。

可以使用下面兩種方法之一，通過多個進(jìn)程來實現(xiàn)并發(fā)。***種方法是在同一個處理器上運行進(jìn)程，由操作系統(tǒng)處理進(jìn)程之間的上下文環(huán)境切換。(可以理解，這種切換要比同一進(jìn)程內(nèi)多線程之間的上下文環(huán)境切換更慢。)第二種方法是構(gòu)建大規(guī)模的并行和復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，在不同的物理處理器上運行多個進(jìn)程。

從內(nèi)建支持的角度來說，Java編程語言通過線程提供并發(fā)編程;每個 JVM 都能支持許多線程同時執(zhí)行。可以用以下兩種方法之一在Java編程語言中創(chuàng)建線程：

繼承 java.lang.Thread 類。在這種情況下，已經(jīng)重寫的子類的 run() 方法必須包含實現(xiàn)線程運行時行為的代碼。要執(zhí)行這個代碼，需要實例化子類對象，然后調(diào)用對象的 start() 方法，這樣就可以在內(nèi)部執(zhí)行 run() 方法了。#t#

創(chuàng)建 Runnable 接口的定制實現(xiàn)。這個接口只包含一個 run() 方法，在這個方法中，要放置應(yīng)用程序代碼。要執(zhí)行這個代碼，需要實例化實現(xiàn)類的對象，然后在創(chuàng)建新 Thread 時，把對象作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)傳入。然后調(diào)用新創(chuàng)建的線程對象的 start() 方法，開始執(zhí)行控制的新線程。

線程安全性和同步

如果Java編程語言對象中的某個方法能夠安全地運行在多線程環(huán)境中，那么就稱該方法是 線程安全的。要獲得這種安全性，必須有一種機制，通過該機制，運行同一方法的多個線程就能夠同步其操作，這樣，在訪問相同的對象或代碼行時，就會只允許一個線程被處理。這種同步要求線程使用叫作 信號 的對象彼此進(jìn)行溝通。

有一種類型的信號叫作 互斥信號 或 互斥體。顧名思義，這個信號對象的擁有權(quán)是互斥的，也就是說，在任意指定時間，只有一個線程能夠擁有互斥體。其他想獲得所有權(quán)的線程會被阻塞，它們必須等待，直到擁有互斥體的線程釋放互斥體。如果多個線程按順序排隊等候同一互斥體，那么在當(dāng)前擁有者釋放它的時候，只有一個等候線程能夠得到它;其他線程將繼續(xù)阻塞。

在 1970 年代初，C.A.R. Hoare 和其他人共同開發(fā)了一個叫作 監(jiān)視器 的概念。一個 監(jiān)視器 就是一個代碼主體，它的訪問受到互斥體的保護(hù)。任何想執(zhí)行這個代碼的線程，都必須在代碼塊頂部得到關(guān)聯(lián)的互斥體，然后在底部再釋放它。因為在指定時間只有一個線程能夠擁有互斥體，所以這就有效地保證了只有擁有它的線程才能執(zhí)行監(jiān)視器的代碼塊。(受保護(hù)的代碼不需要相鄰 —— 例如，Java編程語言中的每個對象都有一個與之關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器。)

任何想在 Java編程語言中進(jìn)行線程編程的開發(fā)人員，都會立即把上面的內(nèi)容當(dāng)成 synchronized 關(guān)鍵字所帶來的效果。可以確保包含在 synchronized 塊中的 Java 代碼在指定時間只被一個線程執(zhí)行。在內(nèi)部，可以由運行時將 synchronized 關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換成某一種情況：所有的競爭線程都試圖獲得與它們(指線程)正在操作的對象實例關(guān)聯(lián)的那個(惟一的一個)互斥體。成功得到互斥體的線程將運行代碼，然后在退出 synchronized 塊時釋放互斥體。

等候和通知

wait/notify 構(gòu)造在 Java編程語言的線程間通信機制中也扮演了重要的角色。基本的想法是：一個線程需要的某個條件可以由另外一個線程促成。這樣，條件的 wait 就可以得到滿足。一旦條件為真，那么引發(fā)條件的線程就會 notify 等候線程蘇醒，并從中止的地方繼續(xù)進(jìn)行。

wait/notify 機制要比 synchronized 機制更難理解和判斷。要想判斷出使用 wait/notify 的方法的行為邏輯，就要求判斷出使用它的所有方法的邏輯。一次判斷一個方法，把該方法和其他方法隔離開，是對整體系統(tǒng)行為得出錯誤結(jié)論的可靠方式。顯然，這樣做的復(fù)雜性會隨著要判斷的方法的數(shù)量增長而迅速提高。