并发编程三个性质:原子性、可见性、有序性

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0x01: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。线程不安全的情况,在程序编译阶段、测试阶段,甚至投产使用阶段,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,而偶然触发程序不正确的运行。

 

线程安全的定义: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。

 

0x02: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

0x03:具体实现

  • 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

  • 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

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

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