原子性

原子是世界上的最小單位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double類型） 這個(gè)操作是不可分割的，那么我們說(shuō)這個(gè)操作時(shí)原子操作。再比如：a++； 這個(gè)操作實(shí)際是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一個(gè)原子操作。非原子操作都會(huì)存在線程安全問(wèn)題，需要我們使用同步技術(shù)（sychronized）來(lái)讓它變成一個(gè)原子操作。一個(gè)操作是原子操作，那么我們稱它具有原子性。java的concurrent包下提供了一些原子類，我們可以通過(guò)閱讀API來(lái)了解這些原子類的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference

可見(jiàn)性

可見(jiàn)性，是指線程之間的可見(jiàn)性，一個(gè)線程修改的狀態(tài)對(duì)另一個(gè)線程是可見(jiàn)的。也就是一個(gè)線程修改的結(jié)果。另一個(gè)線程馬上就能看到。比如：用volatile修飾的變量，就會(huì)具有可見(jiàn)性。volatile修飾的變量不允許線程內(nèi)部緩存和重排序，即直接修改內(nèi)存。所以對(duì)其他線程是可見(jiàn)的。但是這里需要注意一個(gè)問(wèn)題，volatile只能讓被他修飾內(nèi)容具有可見(jiàn)性，但不能保證它具有原子性。比如 volatile int a = 0；之后有一個(gè)操作 a++；這個(gè)變量a具有可見(jiàn)性，但是a++ 依然是一個(gè)非原子操作，也就這這個(gè)操作同樣存在線程安全問(wèn)題。

對(duì)于非volatile類型的double和long變量，jvm允許將64位分解為兩個(gè)32位的操作，如果讀取一個(gè)非volatile類型的變量時(shí)，如果對(duì)該變量的讀操作和寫操作不在同一個(gè)線程中執(zhí)行，那么可能會(huì)讀到的某個(gè)值的高32位和另一個(gè)值的低32位。

對(duì)象的發(fā)布與逸出

“發(fā)布（Publish）“一個(gè)對(duì)象是指使對(duì)象能夠在當(dāng)前作用域之外的代碼中使用?？梢酝ㄟ^(guò) 公有靜態(tài)變量，非私有方法，構(gòu)造方法內(nèi)隱含引用 三種方式。

如果對(duì)象構(gòu)造完成之前就發(fā)布該對(duì)象，就會(huì)破壞線程安全性。當(dāng)某個(gè)不應(yīng)該發(fā)布的對(duì)象被發(fā)布時(shí)，這種情況就被稱為逸出（Escape）。

• 公有靜態(tài)變量

public static Set<string> mySet;  
   public void initialize() {
        mySet = new HashSet<string>();
    }

當(dāng)發(fā)布某個(gè)對(duì)象時(shí)，可能會(huì)間接地發(fā)布其他對(duì)象。如果將一個(gè) String 對(duì)象添加到集合 mySet 中，那么同樣會(huì)發(fā)布這個(gè)對(duì)象，因?yàn)槿魏未a都可以遍歷這個(gè)集合，并獲得對(duì)這個(gè) String 對(duì)象的引用,然后就可以修改String對(duì)象。

• 非私有方法

class UnsafeState {
    private String[] states = new String[] { "AK", "AL" };
 
    public String[] getStates() {
        return states;
    }
}

如果按照上訴方法來(lái)發(fā)布 states，就會(huì)出問(wèn)題，因?yàn)槿魏握{(diào)用者都能修改這個(gè)數(shù)組的內(nèi)容。數(shù)組 states 已經(jīng)溢出了它所在的作用域了，因?yàn)檫@個(gè)本應(yīng)是私有的變量已經(jīng)被發(fā)布了。當(dāng)私有變量被發(fā)布出去之后，這個(gè)類就無(wú)法知道”外部方法“會(huì)進(jìn)行何種操作.例如：

  String[] states = getStates();
  states[0] = "bk";

這樣就修改了這個(gè)數(shù)組里面的對(duì)象。如果是多線程的話 states在多線程中應(yīng)用執(zhí)行，就會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。

• 構(gòu)造方法內(nèi)隱含引用

public class ThisEscape {
    public ThisEscape(EventSource source) {
        source.registerListener(new EventListener() {
            public void onEvent(Event e) {
                doSomething(e);
            }
        });
    }
}

這種在構(gòu)造函數(shù)里面啟用線程是不對(duì)的。

public class SafeListener{
    private final EventListener listener;
    private SafeListener(){
        listener = new EventListener(){
            public void onEvent(Event e){
                doSomething(e);
            }
        };
    }
    public static SafeListener newInstance(EventSource source){
        SafeListener safe = new SafeListener();
        source.registerListener(safe.listener);
        return safe;
    }
}

線程封閉

當(dāng)訪問(wèn)共享的可變數(shù)據(jù)時(shí)，通常需要使用同步。一種避免使用同步的方式就是不共享數(shù)據(jù)。如果僅在單線程內(nèi)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，就不需要同步。這種技術(shù)被稱為線程封閉（Thread Confinement），它是實(shí)現(xiàn)線程安全型的最簡(jiǎn)單方式之一。當(dāng)某個(gè)對(duì)象封閉在一個(gè)線程中時(shí)，這種用法將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)線程安全性，即使被封閉的對(duì)象本身不是線程安全的。
線程封閉的一種常見(jiàn)的應(yīng)用是 JDBC 的 Connection 對(duì)象。JDBC 規(guī)范并不要求 Connection 對(duì)象必須是線程安全的。在典型的服務(wù)器應(yīng)用程序中，線程從連接池中獲得一個(gè) Connection 對(duì)象，并且用該對(duì)象來(lái)處理請(qǐng)求，使用完之后再將對(duì)象返還給連接池。由于大多數(shù)請(qǐng)求（例如 Servlet 請(qǐng)求或 EJB 調(diào)用等）都是由單個(gè)線程采用同步的方式來(lái)處理，并且在 Connection 對(duì)象返回之前，連接池都不會(huì)將它分配給其它線程，因此，這種連接管理模式在處理請(qǐng)求時(shí)隱含的將 Connection 對(duì)象封閉在線程中。
Java 語(yǔ)言及其核心庫(kù)提供了一些機(jī)制來(lái)幫助維持線程封閉性，例如局部變量和 ThreadLocal 類，即便如此，程序員仍然需要確保封閉在線程中的對(duì)象不會(huì)從線程中逸出。

ThreadLocal是解決線程安全問(wèn)題一個(gè)很好的思路，它通過(guò)為每個(gè)線程提供一個(gè)獨(dú)立的變量副本解決了變量并發(fā)訪問(wèn)的沖突問(wèn)題。在很多情況下，ThreadLocal比直接使用synchronized同步機(jī)制解決線程安全問(wèn)題更簡(jiǎn)單，更方便，且結(jié)果程序擁有更高的并發(fā)性。