執行緒安全性定義

多個執行緒同時訪問一個類，不論執行時環境怎樣分配排程方法或者這些執行緒如何交替執行類中的方法，並且呼叫該類方法的多執行緒程式碼不進行同步或協同操作，在這種情況下，這個類表現出的行為都是正確一致的，則稱這個執行緒是安全的。

執行緒安全性體現的三個方面

原子性提供互斥訪問，即同一時刻只能由一個執行緒訪問。
原子性的保障在java中的實現有兩種方式：

• atomic包
  
  • 優勢：競爭激烈時能維持常態，比Lock效能好
  • 劣勢：只能同步一個值
• 加鎖
  
  • synchronized
  • Lock

可見性：一個執行緒對主記憶體的修改可以及時被其他執行緒觀察到。
導致共享變數不可見的原因：

• 執行緒交叉執行
• 重排序結合線程交叉執行
• 共享變數更新後的值沒有在工作記憶體及時更新

JMM關於synchronized的兩條規定：

• 執行緒解鎖前，必須把共享變數的最新值重新整理到主記憶體中
• 執行緒加鎖時，必須從主記憶體中獲取到共享變數最新值

volatile通過加入記憶體屏障和禁止重排序優化來實現可見性：

• 對volatile變數寫操作時，會在寫操作後加入一條store遮蔽指令，將工作記憶體的共享變數值重新整理到主記憶體中
• 對volatile變數讀操作時，會在讀操作前加入一條load屏障指令，將主記憶體的最新值重新整理到工作記憶體中

volatile關鍵字的應用：

1. 對狀態進行標識
2. 保證雙重檢測機制的安全性

有序性，一個執行緒觀察到其他執行緒中指令的執行順序，由於指令重排序的存在，該結果一般是雜亂無章的。
有序性實現的規範，happens-before：

1. 程式次序規則：一個執行緒內，按照程式碼順序，書寫在前面的操作先發生於書寫在後面的操作
2. 鎖定規則：一個unlock操作先行發生於lock操作
3. volatile變數規則：對一個volatile變數的寫先行發生於volatile讀
4. 傳遞規則：a->b,b->c,a->c
5. 執行緒啟動規則：Thread物件的start()方法先行發生於此執行緒的每一個動作
6. 執行緒中斷規則：對執行緒的interrupt()方法的呼叫先行發生於被中斷執行緒的程式碼檢測到中斷髮生
7. 執行緒終結規則：執行緒中所有的操作都先行發生於執行緒的終止檢測，我們可以通過Thread.join()方法結束Thread.isAlive()的返回值檢測到執行緒已經終止執行
8. 物件終結規則：一個物件的初始化先行發生於它的finalize()方法的開始

不安全的物件的識別以及怎樣預防物件的非執行緒安全

一個不安全的物件通常作為共享變數而存在，多個執行緒訪問這個物件進行修改導致多次執行結果不一致。

• 執行緒封閉
  
  • 堆疊封閉：利用變數的區域性性保證區域性執行緒安全
  • 執行緒封閉：ThreadLocal繫結物件在特定執行緒上
• 釋出物件：使一個物件能夠被當前範圍之外的程式碼所使用
  
  • 物件逸出
    
    • 一種錯誤的釋出方式，物件還沒有完成構造時，就使它被其他執行緒所見
    • 一種常見的方式是，構造器內部呼叫內部類，內部類獲取外部類this引用造成執行緒不安全
  • 安全釋出物件
    
    • 靜態初始化函式中初始化一個物件引用
    • 將物件的引用儲存到volatile型別域或者AtomicReference物件中
    • 將物件的引用儲存到某個正確構造物件的final型別域中
      
      • 不可變物件
        
        • 物件建立後其狀態不可變
        • 物件所有域都是final型別
        • 物件是正確建立的（物件建立期間，this引用沒有逸出）
        • 一個類的private方法會被隱式的修飾為final方法
        • final修飾的變數
          
          • 基本型別final修飾後不可更改
          • 引用型別的final修飾變數後引用不可以指向新的物件，但是可以改變原有物件值
            
            • 只用final修飾類屬性則不是執行緒安全的
    • 將物件的引用儲存到一個由鎖保護的域中
• Atomic包
  
  • AtomicInteger
  • AtomicLong和LongAddr
  • AtomicReference和AtomicReferenceFieldUpdater
  • AtomicStampReference
    
    • 解決CAS的ABA問題

Spring框架中@Controller、@Service

Spring框架中Controller和Service預設使用單例，通過單例來重用同一個Controller和Service好處顯而易見，但是仔細想想好像會導致執行緒不安全：

• 如果service類定義了其他成員變數，並且不加額外的保護措施，當controller呼叫service的方法並有修改service成員變數的操作時，此時多執行緒併發就暴露出問題了
• 我們平時針對Service程式設計，都只是在Controller內部呼叫Service的方法，並沒有對Service例項屬性（如果有的話） 進行額外的更新操作，所以保證的執行緒的安全性
• 當我們需要儲存其他屬性時，可以通過加鎖、執行緒封閉等操作保證對屬性的操作是執行緒安全的