当多线程共同读写共享资源的时候，为了达到线程安全的目的，从而有了有锁编程。先从基本概念谈起：
什么叫多线程？
一段程序加载到内存，引导启动后，操作系统会给该程序创建一个以PID为唯一标示的进程。进程简而言之就是这段程序在操作系统之上的一次动态执行（从加载到内存，引导启动，运行，到结束）。进程包含很丰富的信息（PID，进程控制单元，进程空间，分配的内存资源，以及操作系统调度得到的CPU资源，还有别的资源），同时也是比较重量级的。而一个进程中为了让CPU以及IO资源使用的更到位，从而有了线程。所以线程诞生的目的：尽量吃满资源（CPU，IO），或者换句话说就是尽量更充分的使用计算机资源，从而达到有更高的吞吐量。一个进程内部的线程可以共享该进程的资源，同时线程也有自己的TID，线程栈空间，线程间公用的内存空间。
好，说完上面基本信息，所以将你的程序设计成多线程程序就水到渠成了。
什么叫共享资源？
共享资源可以是一个变量，可以是一个文件，也可以是一个复杂的数据结构。因为某团厕所坑位比较紧张，所以用WC坑位举栗子。
正常情况下一个坑位同时只能有一个人占用，这个是不允许同个人同时享用的。所以在这里坑位就可以理解成一个共享资源。那多个人（多线程）想使用一个坑位，怎么办呢？很简单给每个坑位上一把锁，有个这个锁就可以保证坑位这个共享资源同时只被一个人使用。
通俗的栗子讲完，那进入操作系统的世界中，如何理解共享资源？下面将两个计算机世界的例子
线程间状态变量可见的栗子
两个线程共享isRunning变量，第一个线程对isRunning有修改成false，但是第二个线程一直读取不到该变量的修改。
public class VolatileExampleV2 {
boolean isRunning = true;
long gap = 50;
public static void main(String[] args) {
new VolatileExampleV2().test();
}
private void test() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
doSomeThing(2000);
isRunning = false;
System.out.println("first thread currentTime:" + System.currentTimeMillis());
doSomeThing(500);
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (isRunning) {
}
System.out.println("Second Thread currentTime:" + System.currentTimeMillis());
}
}).start();
}
private static void doSomeThing(long time) {
long sum = 0;
long size = time * 100000;
for (int i = 0; i < size; i++) {
sum += i;
}
}
}
###########只打印一行内容，程序一直在第二个线程跑，并未结束
first thread currentTime:1442215575596
通过volatile关键字就可以控制线程间变量的可见性，栗子如下：
public class VolatileExampleV2 {
volatile boolean isRunning = true;
long gap = 50;
public static void main(String[] args) {
new VolatileExampleV2().test();
}
private void test() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
doSomeThing(2000);
isRunning = false;
System.out.println("first thread currentTime:" + System.currentTimeMillis());
doSomeThing(500);
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (isRunning) {
}
System.out.println("Second Thread currentTime:" + System.currentTimeMillis());
}
}).start();
}
private static void doSomeThing(long time) {
long sum = 0;
long size = time * 100000;
for (int i = 0; i < size; i++) {
sum += i;
}
}
}
#####################这次两个线程都能跑完，第一个线程对共享变量的修改，被第二个线程看见了。
Second Thread currentTime:1442215856761
first thread currentTime:1442215856761
PS：想写这个栗子很不容易，因为必须确保第二个线程每次读取共享状态变量是从该CPU的独立缓存中读取，不能从内存中读取，不然就实现不了线程可见性的例子。
读写修改共享参数的栗子
public class SynchronizedExample {
private Count wangxin = new Count();
public static void main(String[] args) {
new SynchronizedExample().test();
}
private void test() {
System.out.println("user count:" + wangxin);
List<Thread> threadList = new ArrayList<Thread>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadList.add(new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
saveMoeny();
}
}));
}
for (Thread each : threadList) {
each.start();
}
try {
Thread.currentThread().join(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("user count:" + wangxin);
}
public void saveMoeny() {
int moeny = wangxin.getMoeny();
wangxin.setMoeny(moeny + 100);
}
}
public class Count {
private int moeny = 100;
public int getMoeny() {
return moeny;
}
public void setMoeny(int moeny) {
this.moeny = moeny;
}
@Override
public String toString() {
return "Count{" +
"moeny=" + moeny +
'}';
}
}
##########一共存10份钱，最后账户只剩下了800块钱。原因就是账户这个共享资源没有做好保护，导致账户钱少了。
user count:Count{moeny=100}
user count:Count{moeny=800}
通过synchronized关键字进行共享资源的保护，从而安全的保证了多人存款。
public class SynchronizedExample {
private Count wangxin = new Count();
public static void main(String[] args) {
new SynchronizedExample().test();
}
private void test() {
System.out.println("user count:" + wangxin);
List<Thread> threadList = new ArrayList<Thread>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadList.add(new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
saveMoeny();
}
}));
}
for (Thread each : threadList) {
each.start();
}
try {
Thread.currentThread().join(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("user count:" + wangxin);
}
public synchronized void saveMoeny() {
int moeny = wangxin.getMoeny();
wangxin.setMoeny(moeny + 100);
}
}
什么叫线程安全？
从上面第二个栗子应该可以看到线程安全的本质含义了。针对共享的资源，如果不做保护的话，同时被多个线程写操作会导致结果不可预期，可能每次跑的结果都不一致。所以线程安全就是在任何情况下同一段代码被多线程执行完毕，结果都一致，并且符合预期。
如何做到线程安全？
从上面的例子也可以看出有两种手段：
- 采用volatile关键字保证线程间状态变量的可见性
- 采用synchronized关键字保证线程对临界区的串行读写
volatile关键字在JVM中如何实现的？
JVM的内存模型中保证：
- volatile关键字修饰的变量都只从内存读取。不会从CPU的缓存中读取
- volatile关键字修饰的变量写操作，写回内存，同时CPU各级缓存该变量失效
由JVM上面两条就能保证，CPU的各个核都能从内存中读取到数据，从而保证了各个线程可见。
synchronized关键字在JVM中如何实现？
synchronized关键字要搞定的事情是临界区代码保证线程串行访问，就是上面的厕所坑串行的被使用。
Java编译器在.java文件被编译的时候，在临界区代码的入口处和出口处插入了monitorenter和monitorexit字节码指令。
同时在对象创建的时候，在其对象头部用两个字节（MarkWord）来表示该对象上是否有锁，同时被那条线程占用。