1.线程安全
如果一个对象能安全地被多个线程同时使用，那么它就是线程安全的。
当多个线程访问同一个对象时，如果不需要考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行额外的同步，或者在调用方进行任何其他的协调操作，调用这个对象的行为都能得到正确的结果，那这个对象就是是线程安全的。
2.Java语言中的线程安全
2.1不可变
JDK1.5后，不可变（Immutable）对象一定是线程安全的，注意final修饰的基本数据类型是不可变的，但是引用类型只能保证一级不可变，即当前引用不可再赋值，但引用的对象的非final属性是可以修改的。
2.2绝对线程安全
无论怎么使用，都是线程安全的，满足上面第二个定义。
2.3相对线程安全
比如Vector，虽然它的方法加了synchronized关键字，但并不能说它就是绝对安全的。
2.4线程兼容
对象本身不是线程安全的，但是可以通过一定的同步来实现线程安全，例如synchronized。
2.5线程对立
如 Thread.suspend()和Thread.resume()
3.线程安全的实现方法
同步是指在多线程并发访问共享数据时，保证同一时刻只被一个（或者是一些，使用信号量时）线程使用。
3.1互斥同步
互斥是实现同步的手段，临界区、互斥量、信号量都是主要的互斥实现方式。Java中最基本的互斥手段就是synchronized关键字，synchronized关键字在编译后，会在同步块前后分别形成monitorenter和monitorexit指令。这两个指令需要一个reference类型的参数来指明要锁定和解锁的对象。如果synchronized明确指定了对象参数，那就是这个对象的reference，如果没有指定，那就要区分是实例方法还是类方法，取当前对象或者这个类对应的Class对象。
3.2非阻塞同步
互斥同步的主要问题是进行线程的阻塞和唤醒所带来的性能问题，因为这种方式会阻塞其他线程，因此也可以称为阻塞同步。从处理方式上来看，属于悲观的并发策略，即不管有没有竞争，都进行同步。
随着硬件指令系统的发展（需要一些原子操作指令的支持，例如CAS，早期的计算机指令系统可能没有这样的指令），有了另一个选择，基于冲突检测的乐观并发策略，即先进形操作，如果没有其他线程争用共享数据，那就操作成功了，如果存在竞争，再采取必要的补救措施，比如不断地重试，直到成功为止。
4.锁优化
4.1自旋锁与自适应自旋
由于挂起线程和唤醒线程需要切换的内核状态进行，这是个不小的开销。虚拟机的开发团队研究发现许多应用，共享锁的锁定转态通常是持续很短的时间，所以可以让在等待获锁的线程不进入阻塞状态，而是继续执行自旋操作，稍等一下就能获得锁，这样做在一定程度上避免用户态与内核态的切换，但自旋的线程会继续占用CPU时间片。
自旋时间的选择也是很关键的，自旋多久后仍然没有获得锁就进入阻塞状态？所以在JDK1.6后，引入了自适应的自旋锁，由前一次在同一个锁上的自旋时间和锁的拥有线程的状态决定。
4.2锁消除
虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码上要求同步，但被检测到不可能存在数据竞争的锁进行清除。这种通常不是开发人员自己写出来的，举一个例子:
public String concatString(String s1, String s2, String s3) {
return s1 + s2 + s3;
}
由于String是一个不可变的类，在字符串连接时都是创建一个新的String对象来完成的，因此，javac编译器对String对象连接做了自动化。在JDK1.5以前，是通过StringBuffer来完成，而JDK1.5及之后，是通过StringBuilder来完成。那JDK1.5之前上面的代码就会变成：
public String concatString(String s1, String s2, String s3) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
sb.append(s3);
return sb.toString();
}
而StringBuffer的append()方法是加了synchronized关键字的同步方法，但是很显然这种情况下的同步是完全没有必要的，所以虚拟机将这种锁清除掉以提高性能。
4.3锁粗化
同步有一个原则是，让同步块尽量小一下，一般情况下是正确的，但如果一系列的操作都对同一个对象进行加锁解锁，会带来不小的性能开销，这种情况还不如把同步范围扩大至一系列操作之前，这样只需要加/解锁一次就行了。
4.4轻量锁
前面《运行时数据区》一文中提到对象的内存布局包括3部分：
对象头（Header）
实例数据（Instance Data）
对齐填充（Padding）非必须
HotSpot虚拟机的对象头（Object Header）包含两部分的信息：
- 第一部分用户存储对象自身的运行时数据，如 HashCode、GC分代年龄（Generational GC Age）等，这部分数据在32bit和64bit的虚拟机中分别为32bit和64bit，官方称它为“Mark Word”，它是轻量级锁和偏向锁的关键；
- 另外一部分用于存储方法区对象类型的引用，如果是数组对象的话，还会有一个额外的部分用于存储数组的长度。
32bit HotSpot虚拟机下的对象状态，为锁定状态下Mark Word 32bit中，25bit是HashCode，4bit是对象分代年龄，2bit是标记（例如未锁定是01），1bit固定为0。
| 存储内容 | 标记位 | 状态 |
|---|---|---|
| 对象哈希码，分代年龄 | 01 | 未锁定 |
| 指向锁记录的指针 | 00 | 轻量级锁定 |
| 指向重量级锁的指针 | 10 | 膨胀(重量级锁定) |
| 空，不需要记录信息 | 11 | GC标记 |
| 偏向线程ID，偏向时间戳，对象分代年龄 | 01 | 可偏向 |
- 在代码进入同步代码块时，如果对象是未锁定状态，虚拟机会首先会在当前线程的栈帧中创建一个锁记录（Locked Record）空间，用于存储锁对象当前的Mark Word拷贝，叫Displaced Mark Word;
- 采用CAS操作将锁对象的Mark Word修改为指向锁记录的指针，如果更新成功，那线程就拥有了该锁对象，并且对象的Mark Word的标记位（最后2bit）修改为00。
轻量级锁提升性能的依据是：对于绝大部分的锁，同步过程是不存在竞争的。如果没有竞争，那轻量级的CAS操作避免了互斥量的开销，但如果存在竞争，那性能反而传统的重量级锁慢（CAS+互斥信号量）。
4.5偏量锁
如果说轻量级锁是在无竞争条件下，通过CAS操作去消除的同步使用互斥信号量，那偏向锁就是在无竞争条件下把整个同步都消除掉，连CAS也不用做。
“偏”指的是这个锁对象会偏向第一个获取它的线程，如果在接下来的的执行过程中，该锁没有被其他线程获取，则持有该偏向锁的线程将永远不再需要同步。
当锁对象第一次被获取时，标记为被设为“01”，即偏向模式，并且把获取到这个锁的线程ID记录在Mark Word中，后面持有偏向锁的线程在进入同步代码块，就不需要再同步了。
