线程共享和协作（二）(1)，升职加薪必看

飞奔的炮台

try {
Thread.sleep(1000);  // 睡一秒，给线程3时间做ABA操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("AtomicStampedReference原子操作:" + a2.compareAndSet(10, 11, stamp, stamp + 1));
}
}
}
[]( )Volatile
[]( )作用
Volatile可以看做是一个轻量级的synchronized，它可以在多线程并发的情况下保证变量的“可见性”，
什么是可见性？
就是在一个线程的工作内存中修改了该变量的值，该变量的值立即能回显到主内存中，从而保证所有的线程看到这个变量的值是一致的，其二 volatile 禁止了指令重排，所以在处理同步问题上它大显作用，而且它的开销比synchronized小、使用成本更低。
虽然 volatile 变量具有可见性和禁止指令重排序，但是并不能说 volatile 变量能确保并发安全。
举个栗子：在写单例模式中，除了用静态内部类外，还有一种写法也非常受欢迎，就是Volatile+DCL：
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
这样单例不管在哪个线程中创建的，所有线程都是共享这个单例的。
虽说这个Volatile关键字可以解决多线程环境下的同步问题，不过这也是相对的，因为它不具有操作的原子性，也就是它不适合在对该变量的写操作依赖于变量本身自己。举个最简单的栗子：在进行计数操作时count++，实际是count=count+1;，count最终的值依赖于它本身的值。所以使用volatile修饰的变量在进行这么一系列的操作的时候，就有并发的问题 .
volatile只能确保操作的是同一块内存，并不能保证操作的原子性。所以volatile一般用于声明简单类型变量，使得这些变量具有原子性，即一些简单的赋值与返回操作将被确保不中断。但是当该变量的值由自身的上一个决定时，volatile的作用就将失效，这是由volatile关键字的性质所决定的。
所以在volatile时一定要谨慎，千万不要以为用volatile修饰后该变量的所有操作都是原子操作，不再需要synchronized关键字了。
[]( )用法
因为volatile不具有操作的原子性，所以如果用volatile修饰的变量在进行依赖于它自身的操作时，就有并发问题，如：count，像下面这样写在并发环境中是达不到任何效果的：
public class Counter {
private volatile int count;
public int getCount(){
return count;
}
public void increment(){
count++;
}
}
而要想count能在并发环境中保持数据的一致性，则可以在increment()中加synchronized同步锁修饰，改进后的为：
public class Counter {
private volatile/无 int count;
public int getCount(){
return count;
}
public synchronized void increment(){
count++;
}
}
[]( )内部实现
汇编指令实现
[]( )Synchronized
[]( )作用
synchronized关键字是Java利用锁的机制自动实现的，一般有同步方法和同步代码块两种使用方式。Java中所有的对象都自动含有单一的锁(也称为监视器)，当在对象上调用其任意的synchronized方法时，此对象被加锁(一个任务可以多次获得对象的锁，计数会递增)，同时在线程从该方法返回之前，该对象内其他所有要调用类中被标记为synchronized的方法的线程都会被阻塞。当然针对每个类也有一个锁(作为类的Class对象的一部分)，所以你懂的.。
正因为它基于这种阻塞的策略，所以它的性能不太好，但是由于操作上的优势，只需要简单的声明一下即可，而且被它声明的代码块也是具有操作的原子性。
最后需要注意的是synchronized是同步机制中最安全的一种方式，其他的任何方式都是有风险的，当然付出的代价也是最大的。
[]( )用法
public synchronized void increment(){
count++;
}
public void increment(){
synchronized (Counte.class){
count++;
}
}
[]( )内部实现
[synchronized 关键字原理]( )
[]( )ThreadLocal
[]( )作用
而ThreadLocal的设计，并不是解决资源共享的问题，而是用来提供线程内的局部变量，这样每个线程都自己管理自己的局部变量，别的线程操作的数据不会对我产生影响，互不影响，所以不存在解决资源共享这么一说，如果是解决资源共享，那么其它线程操作的结果必然我需要获取到，而ThreadLocal则是自己管理自己的，相当于封装在Thread内部了，供线程自己管理，这样做其实就是以空间换时间的方式(与synchronized相反)，以耗费内存为代价，单大大减少了线程同步(如synchronized)所带来性能消耗以及减少了线程并发控制的复杂度。
[]( )用法
ThreadLocal实例通常来说都是private static类型的，用于关联线程和线程的上下文
一般使用ThreadLocal，官方建议我们定义为private static ，至于为什么要定义成静态的，这和内存泄露有关，后面再讨论。
它有三个暴露的方法，set、get、remove。
public class TestThreadLocal {
private static final ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(new MyThread(i)).start();
}
}
static class MyThread implements Runnable {
private int index;
public MyThread(int index) {
this.index = index;
}
public void run() {
System.out.println("线程" + index + "的初始value:" + value.get());
for (int i = 0; i < 10; i++) {
value.set(value.get() + i);
}
System.out.println("线程" + index + "的累加value:" + value.get());
}
}
}
运行结果如下，这些ThreadLocal变量属于线程内部管理的，互不影响：

线程0的初始value:0
线程3的初始value:0
线程2的初始value:0
线程2的累加value:45
线程1的初始value:0
线程3的累加value:45
线程0的累加value:45
线程1的累加value:45
线程4的初始value:0
线程4的累加value:45

对于get方法，在ThreadLocal没有set值得情况下，默认返回null，所有如果要有一个初始值我们可以重写initialValue()方法，在没有set值得情况下调用get则返回初始值。
[]( )内部实现
ThreadLocal内部有一个静态类ThreadLocalMap，使用到ThreadLocal的线程会与ThreadLocalMap绑定，维护着这个Map对象，而这个ThreadLocalMap的作用是映射当前ThreadLocal对应的值，它key为当前ThreadLocal的弱引用：WeakReference
[]( )内存泄露问题
对于ThreadLocal，一直涉及到内存的泄露问题，即当该线程不需要再操作某个ThreadLocal内的值时，应该手动的remove掉，为什么呢？我们来看看ThreadLocal与Thread的联系图：
此图来自网络：

其中虚线表示弱引用，从该图可以看出，一个Thread维持着一个ThreadLocalMap对象，而该Map对象的key又由提供该value的ThreadLocal对象弱引用提供，所以这就有这种情况：
如果ThreadLocal不设为static的，由于Thread的生命周期不可预知，这就导致了当系统gc时将会回收它，而ThreadLocal对象被回收了，此时它对应key必定为null，这就导致了该key对应得value拿不出来了，而value之前被Thread所引用，所以就存在key为null、value存在强引用导致这个Entry回收不了，从而导致内存泄露。
所以避免内存泄露的方法，是对于ThreadLocal要设为static静态的，
这样的话ThreadLocal的生命周期就更长，由于一直存在ThreadLocal的强引用，所以ThreadLocal也就不会被回收，也就能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，然后remove它，防止内存泄露。除了这个，还必须在线程不使用它的值是手动remove掉该ThreadLocal的值，这样Entry就能够在系统gc的时候正常回收，而关于ThreadLocalMap的回收，会在当前Thread销毁之后进行回收。
但需要注意的是，虽然ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问，ThreadLocal与synchronized还是有本质的区别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。即Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。所以ThreadLocal并不能代替synchronized，Synchronized的功能范围更广(同步机制)。

• 补充
  

[]( )InheritableThreadLocal
ThreadLocal类固然很好，但是子线程并不能取到父线程的ThreadLocal类的变量，InheritableThreadLocal类就是解决这个问题的。
/**
*TODO 验证线程变量间的隔离性
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
try {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("       在Main线程中取值=" + Tools.tl.get());
Thread.sleep(100);
}
Thread.sleep(5000);
ThreadA a = new ThreadA();
a.start();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/*static public class Tools {
public static ThreadLocalExt tl = new ThreadLocalExt();
}
static public class ThreadLocalExt extends ThreadLocal {
@Override
protected Object initialValue() {
return new Date().getTime();
}
}*/
static public class Tools {
public static InheritableThreadLocalExt tl = new InheritableThreadLocalExt();
}
static public class InheritableThreadLocalExt extends InheritableThreadLocal {
@Override
protected Object initialValue() {
return new Date().getTime();
}
@Override
protected Object childValue(Object parentValue) {
return parentValue + " 我在子线程加的~!";
}
}
static public class ThreadA extends Thread {

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