synchronized能够保证原子性吗

Posted 2023-03-29

参考技术A

volatile和synchronized的区别：

volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取；synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。

2.volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。

3.volatile仅能实现变量的修改可见性，并能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。

4.volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。 

5.volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。

本回答被提问者采纳

并发面试题

一.volatile关键字有什么用途，和Synchronize有什么区别
volatile是一个轻量级的Synchronize，保证了共享变量的可见性，能够防止脏读，被volatile关键字修饰的变量，如果值发生了改变，其他线程立刻可见

volatile能保证数据可见性，但是无法保证数据的原子性
Synchronize既能保证数据可见，也能保证数据原子性

场景：
1.volatile关键字不能修饰写入操作依赖于当前的值count++; count+=1; , 不是原子操作，JVM字节码层面不是一部操作
2.volatile可以禁止指令重排，JVM相关的优化没了，效率变低


二.什么是指令重排序
指令重排的分类：编译期重排序和运行时重排序
在JVM编译时期或者CPU执行JVM字节码时期，对现有的指令进行重排序，主要目的为了优化运行速度（在不程序运行结果的前提下）

int a = 3 //1
int b = 5; //2
int c = a + b; //3

虽然说指令重排可以调高程序的执行效率，但是在多线程环境下运行可能会影响到结果
解决办法：内存屏障
内存屏障是一个屏障指令，使CPU对屏障指令之前和之后的内存操作结果都是一样的，相当于一种约束

三.先行发生原则Happens-before
int k = 1; //男人
int j = k; //女人


先行发生原则是Java内存模型中定义的两项操作之间的偏序关系，如果操作A先行发生于操作B，其实就是说在发生操作B之前，操作A所产生的影响能够被B观察到
简单来说：执行顺序的控制，后续代码可以监控到之前代码的所有操作

八大原则：
1.程序次序规则:
在一个线程内，按照代码的顺序，书写在前面的代码优先于发生书写在后面的代码

2.管程锁定原则：
一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作，注意是同一个锁

3.volatile原则：
对一个volatile变量的写操作先行发生于后面对该变量的读操作

4.线程启动原则：
Thread对象的start()方法优先于此线程的每一个动作

5.线程终止原则：
线程中所有的操作都优先发生于对此线程的终止

6.线程中断原则
对线程的interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测中断事件的发生 先中断再检测

7.对象终结原则：
一个对象的初始化（构造函数执行完毕）完成优先发生于它的finalize()方法的开始

8.传递性：
int a; //1
int b; //2
int c; //3

如果操作A先行发生于操作B，操作B先行发生于操作C，那么就可以得出来操作A优先发生于操作C



四.线程安全的三要素
1.原子性：原子性说明一个或者多个操作要么都成功，要么都失败，中间不能中断，也不存在上下文切换的问题
原子类可以避免操作数值的原子性问题，在java.util.concurrent.atomic下的原子类

如何保证线程运行的原子性：
解决办法：可以使用sync和Lock将多不操作变为原子操作，但是volatile不能保证原子性

可重入锁：对应前几章讲解案例
2.可见性：
保证多线程下，所有线程对数据操作其他线程是可见的，可以使用volatile和sync

3.有序性：
程序执行得顺序按照代码的先后顺序执行，JVM可能会对指令进行重排，不改变结果的前提下进行重排


并发编程面试题：
1.进程和线程还有协程之间的关系
2.并发和并行之间的区别
并发：指统一时间内，宏观上处理多个任务
并行：指统一时间内，真正上处理多个任务
3.Java中多线程实现的方式
继承Thread类，实现Runable接口，但是除以上两种方法外，还可以通过Callable创建一个带返回值的线程，可以通过线程池进行线程创建

4.Callable和Future模式

5.线程池创建的方式（一般不适用Excecutors.nexxxx创建，一般使用ThreadPoolExecutor）

6.Java当中线程状态有哪些


7.多线程中的常用方法
sleep
yield
join
wait
notify
notifyAll

8.线程状态流程图

9.volatile关键字有什么用途，和Synchronize有什么区别
小点：什么是脏读，为什么发生脏读

10.指令重排和先行发生原则


11.并发编程线程安全三要素

12.进程和线程间调度算法：
先来先服务调度算法
短作业优先调度算法
高响应调度法
时间片轮训算法
优先级调度算法

Java中采用抢占式

13.Java开发中用过哪些锁：
悲观锁
乐观锁
公平锁
非公平锁
可重入锁
不可重入锁
自旋锁
共享锁/s锁/读锁
互斥锁/x锁/排他锁、写锁、独占锁、独享锁
死锁
分段锁

分布式中：
分布式锁
数据库中：
行锁，表锁等