Java并发编程杂记

Posted 2021-03-22 davemo

对象共享

synchronized 设定原子性确定临界区 + 内存可见性

要解决如下问题

防止一个线程在使用对象状态而另一个线程在修改对象状态；且当一个线程修改了对象状态后，对其他线程可见。

 

可见性

多线程情况下的读写，无法保证在执行读操作时能够看到其他线程写入的值 --- 同步机制解决

造成可见性的原因之一：指令重排序 ---- 产生失效数据

 

在32为机器执行double和long的问题

Jvm会拆分为两个32为的操作，在读取或写入时可能存在问题

读取到某个数的的高32位和另一个数的低32位     ---- (volatile)

 

加锁和可见性

 

加锁不仅是局限于互斥行为，还包括内存可见性。所有执行读写操作的线程都必须在同一个锁上同步。（happen-before）

 

volatile

保证变量更新通知其他线程，volatile变量确定为共享变量，不会进行指令重排序。而且不会被寄存器缓存。

volatile可见性，A线程写入一个volatile变量，B线程读取该变量。在写入之前对A可见的所有变量的值，在B读取变量以后对B也可见。

使用情况：在需要对可见性进行复杂判断时，不适用；适用于：自身状态可见性，确保引用状态的可见性，标识一些重要的程序生命周期事件的发生（init/destroy）

volatile不能保证递增操作的原子性。

加锁操作即可保证原子性又能保证可见性，volatile只能保证可见性

 

volatile使用总结

对变量的写入操作不依赖于变量当前值，或者确保单线程更新变量

该变量不会与其他状态变量一起纳入不变性条件中

(不变性条件：

对象创建以后其状态就不能修改

对象的所有域都是final类型

对象是正确创建的（在对象的创建期间，this引用没有溢出）

)

在访问变量时不需要加锁

 

发布与逸出

发布：对象能在当前作用域以外的地方使用

逸出：对象在不该被发布时发布了（如对象构建完成前）

不要在构造其中使用this引用逸出。

 

线程封闭

不使用共享数据 --- 线程封闭

单线程内访问数据

当某个对象封闭在一个线程中时，将自动实现线程安全，即使被封闭的对象本身不是线程安全的

（JDBC -- Connection,局部变量，ThreadLoacal）

 

Ad-hoc线程封闭

维护线程封闭完全由程序承担。，访问volatile变量时如可以保证时单线程写入，则可以实现特殊的线程封闭，且volatile可保证可见性，其他线程可以看到最新值

 

栈封闭

局部变量

 

不变性

不可变对象一定线程安全

 

final域

构造不可变对象

保证对象初始化过程的安全性，共享final对象时无需同步。

如果final类型域指向的是可变的对象，在访问这些域所指向对象的状态时仍然需要同步

 

安全的发布模式

在静态初始化函数中初始化一个对象引用。

将对象引用保存在volatile类型的域或者AtomicReferance对象中

将对象引用保存到某个正确构造对象的final类型域中

将对象引用保存到一个由锁保护的域中

保证安全发布的容器

Vector / synchronizedList

Hashtable / synchronizedMap / ConcurrentMap

CopyOnWriteArrayList / CopyOnWriteArraySet / synchronizedSet

BlockingQueue / ConcurrentLinkedQueue

其他数据传输机制:Future / Exchanger

 

事实不可变对象

发布以后的状态不会再改变状态的对象

 

对象的发布需求取决于可变性：

不可变对象可以任意的发布

事实不可变对象需要安全的发布

可变对象需要安全的发布，并且线程安全必须用某个锁保护起来

 

并发程序中使用共享对象的常用策略

线程封闭 --- 对象只有一个线程持有

只读共享 --- 可变对象/不可变对象的多线程读取

线程安全共享 --- 在线程安全内部实现同步

保护对象 --- 加锁