定义
指在同一时刻只能有一个线程去访问共享资源。
简单来说，即采用排他式的操作保证同一时刻只能有一个线程访问共享资源。
一般通过 synchronized 关键字实现。
案例
老生常谈的银行取钱案例
银行
public class Bank {
private int totalMoney;
public Bank(int totalMoney) {
this.totalMoney = totalMoney;
}
public void withdraw(int money, String name) {
if (totalMoney >= money) {
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
totalMoney = totalMoney - money;
System.out.println(name + "已取款" + money + "，当前余额:" + totalMoney);
} else {
throw new RuntimeException(name + "尝试取钱" + money + "余额不足，当前余额为：" + totalMoney);
}
}
}
取款线程
public class OperateThread extends Thread {
private Bank bank;
private final int withDrawMoney;
private String name;
public OperateThread(Bank bank, int withDrawMoney, String name) {
this.bank = bank;
this.withDrawMoney = withDrawMoney;
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
bank.withdraw(withDrawMoney, name);
}
}
测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Bank bank = new Bank(600);
new OperateThread(bank, 300, "张三").start();
new OperateThread(bank, 400, "李四").start();
}
}
张三和李四两人同时取款，结果是余额里面出现了负数。
- 不合理之处自然是因为两个操作线程共用一个bank类，两个线程均存在对共享变量的读取与修改。
- 由于CPU时间片的切换，可能线程执行到某一阶段时，共享变量就被别的线程修改了。
Single Thread Execution提出的理念正是基于此，既然多个线程访问共享变量，会出现安全问题。那么在进行共享变量的操作时，任意时刻只允许一个线程进行，其他线程等待该线程操作完毕后才能操作，便能解决这个问题。
代码层面上可以给withdraw方法添加synchronized关键字，或者使用synchronized（this）代码段等等。
特点
Single Thread Execution 的着重点在于排他性，独占性。
采用这种方式会对程序性能产生影响
- 线程的加锁（获取锁）与解锁（释放锁）会占据一部分的时间耗费；
- 加锁部分由于只能一个线程执行，其他线程的等待自然也会降低性能；
死锁
在Single Thread Execution 的思想下需要谨慎考虑死锁出现的可能性。即可能出现线程1持有A锁并同时等待B锁释放，而线程2持有B锁却同时等待A锁释放。在这种情况下双方互相持有对方需要的锁，又等待对方释放锁，最终线程阻塞，出现死锁。
在这些情况下，我们需要考虑死锁出现的可能性：
- 线程的执行过程中出现多把锁
- 在持有A锁的时候，尚未释放便去获取B锁
- 线程在执行过程中获取多个锁的顺序不同
破坏上面任意一点即可避免死锁。
通常情况下出现多个锁的原因是因为存在多个共享变量，而在编写程序时采用synchronized（共享变量）{}的方式，最终便形成了多个锁。所以可能考虑将多个共享变量合为一个，即采用一个类来包括多个共享变量。将多个锁简化为一个锁。
另外如果确实需要多个锁，那么则尽量避免锁嵌套。多个锁之间独立使用，那么也能避免死锁。
继承异常
当将某个类设计为线程安全的类后，如果通过子类继承该类，然后通过子类来修改共享变量，并且没有安全措施来保证子类执行的安全性，那么便会破坏类的线程安全性。这种情况称之为继承异常。
所以在多线程中的继承时需要考虑子类可能会出现的线程安全问题。
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