? ? ? 本系列譯自jakob jenkov的Java并發多線程教程，個人覺得很有收獲。由于個人水平有限，不對之處還望矯正！
? ? ? 競態條件是在臨界區內可能發生的一種特殊情況。臨界區是多線程并發執行一代碼，根據線程的執行順序可能產生多種結果的區域。多線程在臨界區執行代碼的結果可能不一樣，不同的結果取決于線程的執行順序。也就是說，臨界區包含競態條件。競態一詞源于隱喻，線程在臨界區進進行資源競爭，在臨界區的資源競爭影響最后的結果。
? ? ?這聽起來有點復雜，在下面的篇幅中，將會在下面的篇幅中介紹更多與競態條件和臨界區的相關內空。
臨界區
? ? ?在一個應用的內部執行多個線程本身不會導致什么問題，當多個線程同時訪問相同的資源，問題就出現了。舉個例子：相同的內存資源（變量、數組、或者對象），系統資源（數據庫、webservice)或者文件。
? ? ? 實事上，這種問題僅出現在多個線程同時對這些資源進行寫操作時。只要資源不更改，多個線程同時對相同的資源進行讀是安全的。
? ? ? 下面的這個例子當多個線程同時執行時可能會出錯：
public class Counter{
? ? protected long count= 0; ? ?
? ? public void add(long value){
? ? ? ? ?this.count=this.count+value;
? ?}
}
假設有兩個線程A和B，在Counter的同一個實例上同時執行add方法，我們沒辦法預知操作系統在這兩個線之間的調度順序。這段代碼在JVM中不是以原子操作的方式執行。而是把他們當作一組指令去執行：
1、從內存中讀取this.count的值到寄存器
2、把值添添加后寫到寄存器
3、把寄存器中的值寫回到內存中
觀察線程A和線程B的執行，將會發生些什么。
this.count = 0;
A: Reads this.count into register(0);
B:Reads this.count into register(0);
B:Add value 2 to register;
B:Writes register value(2) back to memory, this.count now equals 2
A:Add value 3 to register;
A:Writes register value(3) back to memory,this.count now equals 3
? ? ? 這兩個線程的目的是想對count進行加2，加3操作。因此這兩個線程的執行結果預期應該為5，然而，由于這兩個線程的交錯執行，結果將會不同。 在上面的例子中，A線程和B線程剛開始從內存中讀取到的數據都是0，然后它們各自將值加到counter上，然后將值寫回到內存中，而不是5，this.count的值的最后的值就是最后一個寫這個值的線程，在上面的例子中，他可能是A線程，也有可能會是B線程。
臨界區的競態條件
? ? ? ?在上面的例子中，當執行add()方法時，當多線程去執行這段代碼時，在臨界區就產生了競態條件。
? ? ? 當兩個線程訪問相同的資源，他們的訪問順序就叫做競態條件，導致競態條件產生的代碼區就是臨界區。
預防競態條件
? ? ? ? 要預防競態條件的產生，你要確保臨界區的代碼以原子指令執行。也就是說一次只有單一的線程去執行它，在這個線程執行完，離開臨界區之前，沒有其他的線程可以執行。
? ? ? 競態條件也可以通過臨界區的線程同步來避免。線程同步可以采用java同步代碼塊、鎖或者原子變量（java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger）來實現 。
臨界區吞吐量
對于較小的臨界區，使得整個臨界區一起同步工作。但是，較大的臨界區分解成較小的臨界區有可能會有好處，它允許多個線程在較小的臨界區中執行，這樣可以減少共享資源的競爭，提升整個臨界區的吞吐量。
下面由簡單的例子來說明，我想要表達的意思：
public class TwoSums{
? ? private int sum1 = 0;
? ? private int sum2 = 0;
? ? public void add(int val1,int val2){
? ? ? ? ?synchronized(this){
? ? ? ? ? ? ? ?this.sum1 +=val1;
? ? ? ? ? ? ? ?this.sum2 +=val2;
? ? ? ? ? }
? ? ?}
}
注意，這個add()方法把相加后的值賦給兩個不同的變量。為了避免競態條件，求和的代碼在java的同步代碼塊中執行。通過這種方式，在同時執行這段代碼時，只有一個線程執行求和操作。然而，由于兩個求和參數是兩個完全獨立的變量，你可以把他們分散到兩個同步代碼塊中去求和。就像下面一樣：
public class TwoSums{
? ?private int sum1 = 0;
? ?private int sum2 = 0;
? ?private Integer sum1Lock ?= new Integer(1);
? ?private Integer sum2Lock = new Integer(2);
? ?private void add(int val1,int val2){
? ? ? ? ?synchronized(this.sum1Lock){
? ? ? ? ? ? ? ?this.sum1 += val1;
? ? ? ? ?}
? ? ? ? ?synchronized(this.sum2Lock){
? ? ? ? ? ? ? ?this.sum2 += val2;
? ? ? ? ? }
? ?}
}
現在兩個線程可以同時執行add()方法。其中一個線程進行第一個同步代碼塊，第二線程進入到第二個同步代碼塊，由于這兩個同步代碼對不同的對象進行同步操作，所以兩個不同的線程可以各自獨立的去執行這兩個代碼塊。通過這種方式，線程可以盡量少的減少等待去執行add()方法。
這個例子非常簡單，當然，在實際的運用中，共享資源可能分解可能更為復雜，需要更多的去分析他們執行順序的可能性。
