线程锁和线程同步
在开始讲解线程同步之前，我们需要先了解一下多线程情况下Java的内存管理：
线程之间的共享变量（比如之前悬念中的value变量）存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的工作内存（本地内存），工作内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。它类似于我们在计算机组成原理中学习的多处理器高速缓存机制：
高速缓存通过保存内存中数据的副本来提供更加快速的数据访问，但是如果多个处理器的运算任务都涉及同一块内存区域，就可能导致各自的高速缓存数据不一致，在写回主内存时就会发生冲突，这就是引入高速缓存引发的新问题，称之为：缓存一致性。
实际上，Java的内存模型也是这样类似设计的，当我们同时去操作一个共享变量时，如果仅仅是读取还好，但是如果同时写入内容，就会出现问题！好比说一个银行，如果我和我的朋友同时在银行取我账户里面的钱，难道取1000还可能吐2000出来吗？我们需要一种更加安全的机制来维持秩序，保证数据的安全性！
悬念破案
我们再来回顾一下之前留给大家的悬念：
private static int value = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10000; i++) value++;System.out.println("线程1完成");});Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10000; i++) value++;System.out.println("线程2完成");});t1.start();t2.start();Thread.sleep(1000); //主线程停止1秒，保证两个线程执行完成System.out.println(value);}
实际上，当两个线程同时读取value的时候，可能会同时拿到同样的值，而进行自增操作之后，也是同样的值，再写回主内存后，本来应该进行2次自增操作，实际上只执行了一次！
那么要去解决这样的问题，我们就必须采取某种同步机制，来限制不同线程对于共享变量的访问！我们希望的是保证共享变量value自增操作的原子性（原子性是指一个操作或多个操作要么全部执行，且执行的过程不会被任何因素打断，包括其他线程，要么就都不执行）
线程锁
通过synchronized关键字来创造一个线程锁，首先我们来认识一下synchronized代码块，它需要在括号中填入一个内容，必须是一个对象或是一个类，我们在value自增操作外套上同步代码块：
private static int value = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
synchronized (Main.class){
value++;
}
}
System.out.println("线程1完成");
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
synchronized (Main.class){
value++;
}
}
System.out.println("线程2完成");
});
t1.start();
t2.start();
Thread.sleep(1000); //主线程停止1秒，保证两个线程执行完成
System.out.println(value);
}
我们发现，现在得到的结果就是我们想要的内容了，因为在同步代码块执行过程中，拿到了我们传入对象或类的锁（传入的如果是对象，就是对象锁，不同的对象代表不同的对象锁，如果是类，就是类锁，类锁只有一个，实际上类锁也是对象锁，是Class类实例，但是Class类实例同样的类无论怎么获取都是同一个），但是注意两个线程必须使用同一把锁！
当一个线程进入到同步代码块时，会获取到当前的锁，而这时如果其他使用同样的锁的同步代码块也想执行内容，就必须等待当前同步代码块的内容执行完毕，在执行完毕后会自动释放这把锁，而其他的线程才能拿到这把锁并开始执行同步代码块里面的内容。（实际上synchronized是一种悲观锁，随时都认为有其他线程在对数据进行修改，后面有机会我们还会讲到乐观锁，如CAS算法）
那么我们来看看，如果使用的是不同对象的锁，那么还能顺利进行吗？
private static int value = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Main main1 = new Main();
Main main2 = new Main();
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
synchronized (main1){
value++;
}
}
System.out.println("线程1完成");
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
synchronized (main2){
value++;
}
}
System.out.println("线程2完成");
});
t1.start();
t2.start();
Thread.sleep(1000); //主线程停止1秒，保证两个线程执行完成
System.out.println(value);
}
当对象不同时，获取到的是不同的锁，因此并不能保证自增操作的原子性，最后也得不到我们想要的结果。
synchronized关键字也可以作用于方法上，调用此方法时也会获取锁：
private static int value = 0;
private static synchronized void add(){
value++;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) add();
System.out.println("线程1完成");
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) add();
System.out.println("线程2完成");
});
t1.start();
t2.start();
Thread.sleep(1000); //主线程停止1秒，保证两个线程执行完成
System.out.println(value);
}
我们发现实际上效果是相同的，只不过这个锁不用你去给，如果是静态方法，就是使用的类锁，而如果是普通成员方法，就是使用的对象锁。通过灵活的使用synchronized就能很好地解决我们之前提到的问题了！
死锁
其实死锁的概念在操作系统中也有提及，它是指两个线程相互持有对方需要的锁，但是又迟迟不释放，导致程序卡住：
我们发现，线程A和线程B都需要对方的锁，但是又被对方牢牢把握，由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止。我们来看看以下这段代码会得到什么结果：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object o1 = new Object();
Object o2 = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (o1){
try {
Thread.sleep(1000);
synchronized (o2){
System.out.println("线程1");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (o2){
try {
Thread.sleep(1000);
synchronized (o1){
System.out.println("线程2");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
t1.start();
t2.start();
}
那么我们如何去检测死锁呢？我们可以利用jstack命令来检测死锁，首先利用jps找到我们的java进程：
nagocoler@NagodeMacBook-Pro ~ % jps
51592 Launcher
51690 Jps
14955
51693 Main
nagocoler@NagodeMacBook-Pro ~ % jstack 51693
...
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at com.test.Main.lambda$main$1(Main.java:46)
- waiting to lock <0x000000076ad27fc0> (a java.lang.Object)
- locked <0x000000076ad27fd0> (a java.lang.Object)
at com.test.Main$$Lambda$2/1867750575.run(Unknown Source)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"Thread-0":
at com.test.Main.lambda$main$0(Main.java:34)
- waiting to lock <0x000000076ad27fd0> (a java.lang.Object)
- locked <0x000000076ad27fc0> (a java.lang.Object)
at com.test.Main$$Lambda$1/396873410.run(Unknown Source)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Found 1 deadlock.
jstack自动帮助我们找到了一个死锁，并打印出了相关线程的栈追踪信息。
不推荐使用 suspend()去挂起线程的原因，是因为suspend()在使线程暂停的同时，并不会去释放任何锁资源。其他线程都无法访问被它占用的锁。直到对应的线程执行resume()方法后，被挂起的线程才能继续，从而其它被阻塞在这个锁的线程才可以继续执行。但是，如果resume()操作出现在suspend()之前执行，那么线程将一直处于挂起状态，同时一直占用锁，这就产生了死锁。
wait和notify方法
其实我们之前可能就发现了，Object类还有三个方法我们从来没有使用过，分别是wait()、notify()以及notifyAll()，他们其实是需要配合synchronized来使用的，只有在同步代码块中才能使用这些方法，我们来看看他们的作用是什么：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object o1 = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (o1){
try {
System.out.println("开始等待");
o1.wait(); //进入等待状态并释放锁
System.out.println("等待结束！");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (o1){
System.out.println("开始唤醒！");
o1.notify(); //唤醒处于等待状态的线程
for (int i = 0; i < 50; i++) {
System.out.println(i);
}
//唤醒后依然需要等待这里的锁释放之前等待的线程才能继续
}
});
t1.start();
Thread.sleep(1000);
t2.start();
}
我们可以发现，对象的wait()方法会暂时使得此线程进入等待状态，同时会释放当前代码块持有的锁，这时其他线程可以获取到此对象的锁，当其他线程调用对象的notify()方法后，会唤醒刚才变成等待状态的线程（这时并没有立即释放锁）。注意，必须是在持有锁（同步代码块内部）的情况下使用，否则会抛出异常！
notifyAll其实和notify一样，也是用于唤醒，但是前者是唤醒所有调用wait()后处于等待的线程，而后者是看运气随机选择一个。
ThreadLocal的使用
既然每个线程都有一个自己的工作内存，那么能否只在自己的工作内存中创建变量仅供线程自己使用呢？ 
我们可以是ThreadLocal类，来创建工作内存中的变量，它将我们的变量值存储在内部（只能存储一个变量），不同的变量访问到ThreadLocal对象时，都只能获取到自己线程所属的变量。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>(); //注意这是一个泛型类，存储类型为我们要存放的变量类型
Thread t1 = new Thread(() -> {
local.set("lbwnb"); //将变量的值给予ThreadLocal
System.out.println("变量值已设定！");
System.out.println(local.get()); //尝试获取ThreadLocal中存放的变量
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
System.out.println(local.get()); //尝试获取ThreadLocal中存放的变量
});
t1.start();
Thread.sleep(3000); //间隔三秒
t2.start();
}
上面的例子中，我们开启两个线程分别去访问ThreadLocal对象，我们发现，第一个线程存放的内容，第一个线程可以获取，但是第二个线程无法获取，我们再来看看第一个线程存入后，第二个线程也存放，是否会覆盖第一个线程存放的内容：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>(); //注意这是一个泛型类，存储类型为我们要存放的变量类型
Thread t1 = new Thread(() -> {
local.set("lbwnb"); //将变量的值给予ThreadLocal
System.out.println("线程1变量值已设定！");
try {
Thread.sleep(2000); //间隔2秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程1读取变量值：");
System.out.println(local.get()); //尝试获取ThreadLocal中存放的变量
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
local.set("yyds"); //将变量的值给予ThreadLocal
System.out.println("线程2变量值已设定！");
});
t1.start();
Thread.sleep(1000); //间隔1秒
t2.start();
}
我们发现，即使线程2重新设定了值，也没有影响到线程1存放的值，所以说，不同线程向ThreadLocal存放数据，只会存放在线程自己的工作空间中，而不会直接存放到主内存中，因此各个线程直接存放的内容互不干扰。
我们发现在线程中创建的子线程，无法获得父线程工作内存中的变量：
public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();
Thread t = new Thread(() -> {
local.set("lbwnb");
new Thread(() -> {
System.out.println(local.get());
}).start();
});
t.start();
}
我们可以使用InheritableThreadLocal来解决：
public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> local = new InheritableThreadLocal<>();
Thread t = new Thread(() -> {
local.set("lbwnb");
new Thread(() -> {
System.out.println(local.get());
}).start();
});
t.start();
}
在InheritableThreadLocal存放的内容，会自动向子线程传递。
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