Java并发编程三个性质：原子性可见性有序性

Posted 2021-02-13 shoshana-kong

 

 

并发编程

并发程序要正确地执行，必须要保证其具备原子性、可见性以及有序性；只要有一个没有被保证，就有可能会导致程序运行不正确

 线程不安全在编译、测试甚至上线使用时，并不一定能发现，因为受到当时的CPU调度顺序，线程个数、指令重排的影响，偶然触发

 

线程安全的定义

比如说一个类，不论通过怎样的调度执行顺序，并且调用处不用对其进行同步操作，其都能表现出正确的行为，则这个类就是线程安全的

 

 

并发编程三个概念

原子性： 一个操作或多个操作要么全部执行且执行过程不被中断，要么不执行

可见性： 多个线程修改同一个共享变量时，一个线程修改后，其他线程能马上获得修改后的值

有序性 : 程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行

 

具体实现

 

可以通过 synchronized和Lock实现原子性，因为synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程访问该代码块

Java提供了volatile关键字保证可见性

synchronized和lock也可保证可见性，在加锁时其他线程无法访问共享资源

可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”

java提供的解决线程不安全的类：java.util.concurrent.atomic

 

 

 

Atomic类并不使用同步锁，而是采用CAS操作，每次对值进行修改时，先判断其预期值与内存值是否相同，若相同则修改，否则不修改

优点 不加锁，性能较快

缺点 高并发情况下，出错概率越大，长时间CAS不成功，导致CPU消耗过大

注：此种方法是乐观锁，即操作前认为此次操作不会出现竞态，不加锁，只在最后写入主存时进行判断

警：ABA问题，当一个值原来是A，被某个线程改成B，又被另个线程改成A，此时CAS操作判断不出已经发生变化，java中使用版本号来解决此问题

 

 

内置锁

java中以synchronized关键字来支持原子性

重入锁

当一个线程已获得锁时，再继续试图获得它已经得到的锁时，这个请求是成功的。

重入锁意味着锁的粒度是线程，而不是每个方法调用

 

重入实现方法：为每个锁关联一个计数器和所有者线程，当计数值为0，即当前没有任何线程获得锁，当线程请求时，JVM记下锁的持有者，计数值置1，当该线程又请求锁时，计数值递增，等其释放，递减到0，锁被释放。

作用 避免死锁