线程安全的较为严谨的定义
线程安全是指，当多个线程同时访问一个对象时，如果不考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行额外同步，或者在调用方继续宁任何其他的协调操作，调用这个对象的行为都可以得到正确的结果，那么就称这个对象是线程安全的。
Java中的线程安全级别/定义
共分为五类：
- 不可变：final关键字，比如String对象的值不可变
- 绝对线程安全：成本太高，一般不需要这个高级别
- 相对线程安全：通俗意义上的Java线程安全
- 线程兼容：通俗意义上的Java线程不安全（需要同步操作）
- 线程对立：无论如何无法实现线程安全
线程安全的实现方式：
- 1、互斥同步：互斥是手段，同步时目的，因果关系，互斥的实现（临界区、互斥量、信号量等），基于悲观锁，对应synchronized关键字
目前synchronized做了优化，比如自旋等待。
ReentrantLock与synchronized对比
- Reentrantlock是个纯超集，比如多了特性（等待可中断，本来是正在等待的线程必须等待，它允许放弃等待而处理其他事，对于处理执行时间非常长的同步块有优化作用；公平锁：按先后取得锁，但会导致性能急剧下降；锁绑定多个条件，默认synchronized只能有一个条件）
- JDK1.5之前，ReentrantLock远远优于syn，因为syn优化不够，1.6之后两者基本持平
- 两者都可时，仍然推荐用synchronized，因为：
- synchronized在Java语法层面实现的同步，足够清晰简单
- lock需要手动释放，finally释放，容易出错，而synchronized由JVM保证，即便有异常也能释放锁，更安全
- 长远来看，JVM对Synchronized进行优化更容易，因为可以在对象头中记录锁相关信息，而使用lock则么有这个能力，jvm很难得知哪些锁对象由具体线程持有
- 2、非阻塞同步：需要硬件指令集支持（CAS），因为不需要再在语言层面进行互斥，而是使用操作系统原语，是一种乐观锁，无争抢则直接操作，若由争抢，则补偿（一般是不断重试），而不需要无脑挂起，一般被称为无锁编程（Lock-Free）
为什么要求”硬件指令集支持“？ 因为必须要求操作和冲突检测这两个步骤具有原子性，而必须使用硬件来实现，比如：
- 测试并设置（Test-and-Set）
- 获取并增加
- 交换
- 比较并交换 CAS
- 加载链接、条件存储
CAS：需要有3个操作数：内存位置（变量的值）、旧的预期值、准备设置的新值，只有当变量的值符合旧的预期值时（认为没有被争抢更新），才会更新新值，存在ABA问题，但大部分情况下不会影响程序并发的正确性
- 3、无同步方案：同步与线程安全没有必然联系，同步只是保障存在共享数据争用时正确性的手段，如果一个方法本来就不涉及共享数据，那么自然就不需要任何同步措施保证其正确性，这样的代码天生线程安全，一般具有以下特点：
- 可重入代码：是线程安全代码的一个真子集，其特征：不依赖全局变量、存储在堆上的数据和公共的系统资源，用到的状态量都由参数中传入，不调用非可重入代码等。判断条件：如果一个方法的返回值是可预测的，只要输出了相同的数据，一定有相同的结果，就可以判定为符合可重入代码要求
- 线程本地存储：如果一段代码中所需要的数据必须与其他代码共享，那就看看这些共享数据的代码是否能保证在同一个线程中执行。如果可以保证，我们就可以把共享数据的可见范围限制在同一个线程之内，这样无须同步也能保证线程之间不出现数据争用问题。
一个经典的线程本地存储案例： Web交互模型中”一个请求对应一个服务器线程“，的处理方式，使得很多Web服务器端应用都可以使用线程本地存储来解决线程安全问题（使用一个本地线程变量ThreadLocal）
