java-ee|Java中线程的状态和线程安全问题 java|经验分享|intellij-idea

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线程的状态
NEW：安排了工作，但还没有开始行动
RUNNABLE: 可工作的. 又可以分成正在工作中和即将开始工作
BLOCKED: 这几个都表示排队等着其他事情
WAITING: 这几个都表示排队等着其他事情
TIMED_WAITING: 这几个都表示排队等着其他事情
TERMINATED: 工作完成了
线程安全
怎么去加锁呢
线程不安全的原因
1.【根本原因】线程是抢占执行的
2.多个线程对同一个变量进行修改
3.针对变量的操作不是原子的
4.内存可见性
5.指令重排序
synchronized的使用方式
1.直接修饰普通方法
2.修饰一个代码块
3.修饰一个静态方法

提到线程状态，首先我们来说说进程状态，我们所知的进程状态有就绪和堵塞，这里的状态就决定了系统按照啥样的态度去调度这个进程，但更常见的情况下，一个进程包含了多个线程，所以，所谓的状态，其实是与线程绑定的，接下来我们就进入正题，来说说线程的状态。

线程的状态在Java的Thread类中对于线程的状态，有进一步的细分，线程的状态是一个枚举类型：Thread.State
NEW：安排了工作，但还没有开始行动

RUNNABLE: 可工作的. 又可以分成正在工作中和即将开始工作

BLOCKED: 这几个都表示排队等着其他事情

WAITING: 这几个都表示排队等着其他事情

TIMED_WAITING: 这几个都表示排队等着其他事情

TERMINATED: 工作完成了
那么这几个线程状态间存在什么关系呢，下面给大家提供一个线程的状态转换简图

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线程安全首先我们是如何区分线程安不安全的呢？
首先，我们要知道在操作系统调度线程的时候是随机的（抢占式执行），而正是这个随机性，才导致出了很多问题，当我们因为这样随机性的调度线程引入了bug，这样我们称之为线程不安全
反之，这样调度没有引入bug，则称之为线程安全的
【java-ee|Java中线程的状态和线程安全问题】下面，我们来用一个典型的线程不安全的案例来说明下：

创建两个线程，让两个线程对同一个变量自增50000次，看最后这个值会是多少，绝大多数朋友感觉会是100000，那我们接下来动手看看这个值是多少

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通过这段代码我们完成了上述的要求，接下来我们来运行下看看结果

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我们接连运行了三次，发现每次的值都不一样，并且每次都是小于100000，大于50000的，那这是什么原因呢？那我们需要了解这个count++ 到底做了什么
原来，在CPU的角度上来看，count++ 可以分为三个步骤
1.把内存中的count值加载到CPU的寄存器中。（load）
2.给寄存器上的count值++。（add）
3.将寄存器上的值写回到内存上。（save）
这样正因前面说了线程是抢占式执行，而且count++执行分为三个命令，这样就充满了随机性，下面我们来说说可能出现的结果

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当我们按照这个进行时count最后得到的值会是2，这个是正常执行的，没有bug

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而当是这样执行的时候，最后会发现count只是为1，相当于+了两次，但只有一次生效了

还有种种类似的情况进而导致了最后我们得到的结果不为100000，那既然遇到了这样的问题，我们就需要去想办法去解决他，而解决这样的办法的方法就是给他加锁，通过加锁，就让每次++必须三个步骤执行完了，才能下一个++。
加锁就相当于我们生活中去ATM取钱，进去后完成一系列取钱所需要的步骤，外面的人才能进来，取钱中途，其他人是不能插入的

那可能会有兄弟想，拿着加锁了，不就相当于串行了，那这和单线程不没有啥区别嘛，确实，加锁了确实和单线程一样，但是，在我们实际开发中，一个线程要做的事远不止于此，要做的任务很多很多，而我们只需要把会引起线程不安全的任务加锁即可，其他还是正常并行并发。
怎么去加锁呢在Java中加锁的方法有很多种，我们最常使用的是synchronized这个关键字，有点长，大家要记一下了，给方法直接加上synchronized，此时进入方法就会自动加锁，当执行完这个方法后会自动解锁，当一个线程加锁后，另一个线程想尝试触发锁，就会进入阻塞状态，阻塞状态会一直持续到加锁线程释放锁为止。

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当我们给++方法加锁后发现最后的答案就是100000了。

那么有人会想，那不直接把所有的线程全部加锁就行了，那这样就和单线程没啥区别了，多线程的并发能力就形同虚设了，那么啥样的线程会有线程不安全的的可能呢？那么我们就需要去了解下线程不安全的原因。

线程不安全的原因 1.【根本原因】线程是抢占执行的
这个原因是线程不安全的根本原因，万恶之源，线程调度是充满随机性的，但面对这个原因，我们也没有解决办法。
2.多个线程对同一个变量进行修改
如果是多个线程对多个不同的变量进行修改，那倒没啥事，或者多个线程对一个变量只进行读操作，也没有啥事，但如果像我们上面举的例子，对他进行++操作，那么就会导致线程不安全。
3.针对变量的操作不是原子的
这个就和第二个原因类似，加锁操作，就是把好几个操作打包成原子的
4.内存可见性
这个是什么呢，我们来举个例子大家就明白了，一个线程对其疯狂执行读操作，另一个线程在合适的时候，对他进行一次读操作

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当isQuit为0的时候就会一直循环，而当main线程接收到一个不为0的数字时就会结束循环，当我们输入1时按理来说会输出“结束”和“搞起”，那我们来看看是不是这样呢？

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但结果并没有向我们想的那样，他还是在一直循环，没有退出循环的意思，那我们来慢慢说下其中的原因。

原来这是Java编译器进行代码优化产生的效果，当t 这个线程在循环读时，读取内存的速度相比于读取寄存器的速度慢了很多，就会非常低效，而且main线程迟迟没有修改，t线程独到的内容又时始终一样，这是，t线程就有了个大胆的想法，就不再从内存中读取数据了，而是直接从寄存器中读取数据，这时当我们输入一个退出循环的数时t线程已经不在内存中读取数据了，就感知不到了

这里我们就要提出一个关键字来用于出现内存可见性的问题了，volatile来保证内存可见性，但我们用synchronized也可以保证内存可见性。
那我们来谈下synchronized关键字和volatile关键字的用法和区别
1.使用synchronized关键字
synchronized不光能保证指令的原子性，同时也能保证内存的可见性，被synchronized包裹起来的代码，编译器就不敢亲易像前面那样直接读取寄存器上的值，不读内存中的，相当于手动禁用了优化。
2.使用volatile关键字
volatile和原子性无关，但是他能保证原子性，禁止编译器做出上面说的优化，编译器每次执行判定相等，都会冲内存中读取值。

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这时我们看到就可以继续从内存中读取，保证了内存的可见性
5.指令重排序
指令重排序也是编译器优化的一种，就是当我们写代码时，一些代码谁在前谁在后都无所谓，但是编译器就会智能的调整代码的前后顺序，如果是单线程的程序，编译器统称判定优化很准，但是当我们使用多线程的时候，编译器就可能参生误判，这时，我们就又需要用到synchronized，他不光能保证原子性，同时还能保证可见性，还能禁止指令重排序，几乎是万能的了。
既然synchronized这么常见，那我们来讲讲synchronized的使用方式

synchronized的使用方式 1.直接修饰普通方法