簡介
本文作爲多線程編程的第一篇文章，將從一個簡單的例子開始，帶你真正從代碼層次理解什麼是線程不安全，以及爲什麼會出現線程不安全的情況。文章中將提供一個完整的線程不安全示例，希望你可以跟隨文章，自己真正動手運行一下此程序，體會一下多線程編程中必須要考慮的線程安全問題。
一.從經典的線程不安全的示例開始
經典案例： 兩個線程，共同讀寫一個全局變量count,每個線程執行10000次count++,count的最終結果會是20000嗎，在心中猜測一下運行結果？
經典案例的代碼實現：
package com.study.synchronize.object;
/**
* 線程不安全案例：兩個線程同時累加同一個變量，結果值會小於實際值
*/
public class ConcurrentProblem implements Runnable {
private static ConcurrentProblem concurrentProblem = new ConcurrentProblem();
private static int count;
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(concurrentProblem);
Thread thread2 = new Thread(concurrentProblem);
thread1.start();
thread2.start();
try {
// 等待兩個線程都運行結束後，再打印結果
thread1.join();
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//期待結果是20000，但是結果會小於這個值
System.out.println(count);
}
/**
* 多線程問題原因：count++這行代碼要分三步執行；1：讀取；2：修改；3：寫入。
* 在這三步中，任何一步都可能被其他線程打斷，導致值還沒來得及寫入，就被其他線程讀取或寫入，這就是多線程並行操作統一變量導致的問題。
*/
@Override
public void run() {
for (int k = 0; k < 10000; k++) {
count++;
}
}
}
多次運行結果： count最終值會小於等於20000。
二.剖析問題：多線程累加爲什麼會有小於預期值這種情況呢
1.理解JVM如何執行count++
程序執行count++這個操作時，JVM將會分爲三個步驟完成(非原子性）：
- 某線程從內存中讀取
count。 - 某線程修改
count值。 - 某線程將
count重新寫入內存。
這個操作過程應該很好理解，你可簡單的類比爲把大象裝進冰箱裏的三個步驟。在單線程中執行上述代碼是不會出現小於2萬的這種情況，爲什麼多線程就發生了跟預期不一致的情況呢？爲了徹底弄清楚這個問題，你需要先理解什麼是線程？
線程像病毒一樣，不能夠獨立的存活於世間，需要寄生在宿主細胞中。線程也是不能夠獨立的生存在系統中，線程需要依附於進程存在。什麼是進程？
進程是代碼在數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位
線程是進程的一個執行路徑，一個進程至少有一個線程，多個線程則會共享進程中的資源。
2.理解問題的根源：
有了對線程的認識後，我們再去思考，count++的3個步驟，由於線程會共享進程中的資源，所以在這三步中，任何一步都可能被其他線程打斷，導致count值還沒來得及寫入，就被其他線程讀取或寫入。
3.腦補還原出錯的流程：
- 假如
count值爲1，線程1讀取到count值後，將count修改爲2，此時還沒來得及將結果寫入內存，內存中的count值還是1。 - 另一個線程2，讀取到
count值爲1後，也將其修改爲2，併成功寫入內存中，此時內存中的count值變爲了2。 - 隨後線程1也將
count的結果2寫入到內存中，count在內存中的結果依然是2（理應爲3）。
上述場景中，兩個線程各自執行了一次count++，但count值卻只增加了1，這就是問題所在。
總結
多線程可以並行執行一些任務，提高處理效率，但也同時帶來了新的問題，也就是線程安全問題，多個線程之間，操作同一資源時，也出現了讓人意向不到的的情況，其原因是這些操作可能不是原子性操作，簡單的說，我們肉眼看起來程序執行了一步操作，但在JVM中可能需要分多個步驟執行，多個線程可能會打亂了JVM的執行順序，隨後也就發生了不可預知的問題。
那麼在Java中，怎麼應對這種問題呢？Java隨着版本的升級，提供了很多解決方案，比如：Concurrent包中的類。但我們下一篇文章，將講解一種最簡單、最方便的一種解決方案，上述案例代碼僅僅通過增加一個單詞，就可以輕鬆避免線程安全的問題，它就是synchronized關鍵字。
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