Java 的同步、异步

2018-01-03

因为线程的运行与休眠，是由操作系统控制的，存在很大的随机性。因线程不安全而造成的bug，每次出现的时间，产生的现象都可能不同，因此往往很难定位。所以在写多线程的程序时，一定要确保自己的代码是线程安全的。

一、同步 synchrony

在多线程程序中，为了防止因多个线程随机修改同一个变量，而引入锁机制，实现线程间的同步。

ReentrantLock类（reentrant可重入的），实现了 lock 接口。

1. 同步格言：**如果从一个变量读值，而这个变量可能是之前被其他线程修改了的，或者，向一个变量写入值，而这个变量接下来可能被其他线程读取。那么必须确保这个操作是同步的（synchronous）。 **

2. 确保同步的方法：

   1. 首选是使用 java.util.concurrent 包中的线程安全的机制来自动处理同步。

   2. 使用 synchronized 关键字 修饰线程不安全的方法 / 构造同步代码块。

   3. 内部锁Lock与内部条件Condition：实例的 Synchronized 方法，实际上是使用了this对象做为锁。如果用这个Runnable对象创建了多个线程，任意线程调用这个方法时，会先试图获取这个this对象锁。离开时会先释放this锁。（而静态的 sync 方法使用 的锁，则是其所从属的class对象。）

   4. Synchronized 代码块：将传入的对象做为锁

   5. 使用 Volatile 关键字 修饰线程不安全的变量（译：反复无常的）

   6. Lock 和 Condition，因为锁与条件都对程序员开放，被认为更不安全。所以一般建议只在需要使用多个Condition时，才使用它。（sync方法只有一个内部condition）

3. 线程安全的条件：如果出现了问题，一定是两个条件中的一个不满足。

   1. 需要同步的线程必须使用的是同一把锁。否则后来的线程不会因此被阻塞。
   2. 所有线程不安全的代码（即 c. 中所言的操作代码）都已经是同步的了。

4. 死锁：

二、异步 asynchrony

大部分语言都是通过 coroutine 实现的异步，Java 本身目前并没有很好的异步工具。