java中原子变量

当一个线程在对原子变量操作时，如果其他线程也试图对同一原子变量执行操作，原子变量的实现类提供了一套机制来检查操作是否在一步内完成。一般来说，这个操作先获取变量值，然后在本地改变变量的值，然后试图用这个改变的值去替换之前的值。如果之前的值没有被其他线程改变，就可以执行这个替换操作，否则方法将在执行这个操作。这种操作称为cas原子操作。

原子变量不使用锁或其他同步机制来保护对其值的并发访问。所有操作都是基于cas原子操作的。他保证了多线程在同一时间操作一个原子变量而不会产生数据不一致的错误，并且他的性能优于使用同步机制保护的普通变量。

当统计网站人数时就可以使用：AtomicLong等
     incrementAndGet()： 把当前值+1

     decrementAndGet()：把当前值-1

public class SAtomic {

    public static void main(String[] args) {

        AtomicLong al = new AtomicLong(0);
        ThreadGroup rg = new ThreadGroup("tg");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(rg, new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                        al.incrementAndGet();
                    }

                }
            })

                    .start();
        }
        while (rg.activeCount()!=0 );

        System.out.println(al.get());
    }

}

输出结果：
100000

看出结果时100000所以是线程安全的。

yahokuma

Java杂谈5——关键字final与volatile

Final关键字

　　在Java语言中，随着语境的不同final关键字所代表的语义会有一些细微的差异。总的来说，final关键字表达的含义是“禁止修改”，这层有点类似于C++中的const关键字。之所以要采用final关键字，一般是会出于性能和设计层面的考虑。下文会具体讨论final关键字在不同语境中的具体用法。

Final + 属性

　　用final关键字修饰的属性，对于Java编译器来说就是一个“常量”。其特点是：1.具体的值在编译期间就已经被确定；2.在运行时不能再被修改。基于以上两个特点，我们分别分析一下Java中具体的基本类型和引用类型：

　　对于基本类型，其本身就存放于虚拟机栈内部，由于这些基本类型都是与底层数据类型直接对应的，一些确定的计算过程可以直接在编译期完成，优化了运行期的执行效率。

　　对于引用类型，我们已知引用本身其实也是存放于虚拟机栈中，final关键字只限制了对这个引用的更改，并不会限制对引用所指的实例化对象的变更。

综上所述，我们可以看出，final关键在修饰属性时，不论属性类型，限制修改的范围是固定在虚拟机栈内部的存储。

空白（blank）final

　　一个final属性可以定义的时候不赋予初始的值，但是在其实际使用之前必定需要被初始化，通常final属性的初始化，只会位于构造函数中或者属性定义时的表达式表达式。

Final+方法

　　如果一个方法如果被声明为final类型，包含了两层含义：1.这个方法不能再被重写（即方法本身不能再被修改）；2.方法的调用过程采用内嵌机制，更为高效（节约了入栈出栈的开销，更为高效，此时的final语义上有点类似于c++中的inline函数）。

　　需要注意的是，private关键字是不能和final连用的。如果一个父类包含了private final修饰的方法，根据private关键字的语义，子类中应该是可以重新定义一个与父类中对应方法签名一直的方法，但是final关键字的语义有说明了这个方法是不能被重写的，产生了歧义。

Final修饰的形参

　　如果一个方法的形参用final关键字修饰，表示的含义就是在这个方法内部，这个形参的值是不能被修改的。有点类似于final属性，如果final修饰的形参数据类型是一个引用，这里只限制了这个引用本身被更改，并不会限制对引用指向实例化对象的修改。

Final+类

         一个类用final关键字修饰，其含义包括：1.这个类不能再被任何子类继承，2.这个类内部的所有方法都默认是final方法。

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Volatile关键字

　　Volatile的英文含义为易变的、挥发的，在java语言中volatile关键字是一个类型修饰符。JAVA中Volatile的作用：强制每次都直接读内存，阻止重排序，确保voltile类型的值一旦被写入缓存必定会被立即更新到主存。

要真正理解volatile语义的作用，就必须优先搞懂volatile关键字相关的几个概念。

Java内存/线程模型

　　在JAVA多线程环境下，每个Java线程除了共享的虚拟机栈外和Java堆之外，还存在一个独立私有的堆内存（默认情况下大小为512KB，在线程被创建时分配，可以通过-Xss选项调节其默认值大小）。每个线程独立运行，彼此之间都不可见，线程的私有堆内存中保留了一份主内存的拷贝，只有在特定需求的情况下才会与主存做交互（复制/刷新）。

JAVA内存模型示例图

重排序

         在有些场景下访问程序变量会表现出与程序制定的顺序不一样。例如：编译器可以以优化的名义改变指令的顺序，处理器也可以不按照顺序来执行指令等。一个Java程序在从源代码到最终实际执行的指令序列之间，会经历一系列的重排序过程：

　　这种任意改变指令顺序的行为在单线程的情况下“似乎”是无害有益的，但是如果换到多线程的情况，由于所有线程都独立运行，不知道其他线程在做什么；如果多个线程批次之间还存在共享的内存区域，就必须解决同步的问题。

Volatile使用的理想条件

　　正是由于JAVA中volatile关键字的这种语义，volatile可以被认为是一个轻量级的synchronized块，但实际使用过程中还是有一些限制。

　　Volatile被正确使用的理想条件包括如下两点：

• 对变量的写操作不依赖当前值。
• 变量没有包含在具有其他变量的不变式中。

　　说得很抽象，归结起来就是一个volatile变量能够用来实现“轻量级的同步”，前提是这个变量自身不能同时被多个线程共享修改。

　　通常volatile的使用场景：存在多个线程同时运行，只有一个线程拥有对volatile属性的修改权，其他的线程只能进行读操作。具体的示例参考模式有兴趣的同学可以参考文章《JAVA理论与实践》。

Volatile的注意事项

         Volatile只能保证每次线程读取到的变量来自最新的内存，保证修改操作能够及时反馈到主内存中，相对于synchronized锁定内存的做法，volatile在读取时拥有很大的性能上的优势。

Voltile关键字并不保证操作的原子性，例如一个自增操作i++，即使i被声明为voltile类型，在多线程的情况下，i的值也会是不确定的。

         在JAVA中long类型和double类型都是64位长度，对于32位的机器这需要两次读内存的操作。在规范中，JAVA内存模型只在这种情况下保证用voilate修饰的double和long类型变量的两次读操作变为一个原子操作。

　　综上所述，volatile关键字表现出了一种脆弱的同步机制，在无法确认当前场景绝对满足的前提下，voilate关键字很难保证安全合理得被使用。但确实volatile为我们提供了在特定场景下更高的性能（相比synchronized）。

 

java中懒单列模式就用了volatile,如果一个变量只做赋值操作而且要线程安全可以使用volatile.

• volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于对这个变量的读