JAVA高并发-线程安全性(原子性、可见性、有序性)之可见性及有序性

二、可见性

    一个线程对主内存的修改可以及时的被其他线程观察到。

    导致共享变量在线程间不可见的原因:

    ·线程交叉执行。

    ·代码重排序结合线程交叉执行。

    ·共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存之间及时更新。

1.可见性-syncronized

    JMM关于syncronized的两条规定:

    1)线程解锁前,必须把共享变量的最新值刷新到主内存中。

    2)线程加锁时,将清空工作内存中共享变量的值,从而使得使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值(注意,加锁与解锁是同一把锁)

    由于syncronized可以保证原子性及可见性,变量只要被syncronized修饰,就可以放心的使用

2.可见性-volatile

    通过加入内存屏障和禁止重排序优化来实现可见性。

    具体实现过程:

    1)对volatile变量写操作时,会在写操作后加入一条store屏障指令,将本地内存中的共享变量值刷新到主内存。

    2)对volatile变量读操作时,会在读操作前加入一条load屏障指令,从主内存中读取共享变量。

注:volatile不能保证操作的原子性,也就是不能保证线程安全性。

    如果需要使用volatile必须满足以下两个条件:

    1)对变量的写操作不依赖与变量当前的值。

    2)该变量没有包含在具有其他变量的不变的式子中。

    所以volatile修饰的变量适合作为状态标记量。

三、有序性

    Java内存模型中,允许编译器和处理器对指令进行重排序,但重排序过程不会影响到单线程程序的执行,却会影响到多线程并发执行的正确性。

    volatile、syncronized、Lock都可保证有序性。

    一系列操作如果无法保证happens-before原则,就说这段操作无法保证有序性。

1.happens-before原则

    1)程序次序规则:一个线程内,按照代码顺序,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。

    2)锁定规则:一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁的Lock()操作。

    3)volatile变量规则:对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。

    4)传递规则:如果操作A先行发生与操作B,而操作B先行发生于操作C,则操作A先行发生于操作C。

    5)线程启动规则:Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作。

    6)线程终端规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生与被中断线程的代码检测到中断事件的发生(只有执行了interrupt()方法才可以检测到中断事件的发生)。

    7)线程终结规则:线程中所有操作都先行发生于线程的终止检测,我们可以通过Thread.join()方法结束,Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行。

    8)对象终结规则:一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始。

四、总结

1.原子性:Atomic包、CAS算法、synchronized、Lock

2.可见性:synchronized、volatile

3.有序性:happens-before原则

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