并发中的可见性和同步

共享变量的可见性和同步

        你必须明白像Java这种通过改变共享变量状态来进行多线程间通信的语言，并发的核心是共享变量的可见性，这个可见性并不是想象中那么好维护，C语言家族（包括C/C++/Java等,ps:实现层使用的是面向过程）给出的解决方案是同步变量状态。首先，我们必须明白为什么存在变量可见性？在java提供的多线程与锁模型里，内存不是一整块，分为主内存和各个线程的本地缓存，使用start函数创建线程时，会为线程分配一定的内存空间，这时会从主内存读取共享变量（read操作），存在本地缓存里。例如，有2个线程：threadA和threadB，同时初始化（多核处理器），同时读到主内存中的共享变量 a=1；，threadA与threadB彼此都是互相隔离的、彼此近似透明的，threadA是不知道还有其他线程对a进行读写操作的，一旦a的状态改变了，其他处理器中的线程是不知道a的状态已经改变了的，所以，必须想办法告知其他线程，a的状态已经改变，并且，这种通知应该是在其他线程使用a之前就完成的，不然，a的状态就被污染了，比如threadA和threadB是并发地递增a的值，那么任何线程对a的操作必须对其他线程的后续操作是可见的，什么意思？就是threadA将a加1,a变为2，此时threadB再对a加1，在进行加法操作前，threadB缓存中的a的值必须刷新为2，而不是保持为1。这种跨处理器的操作(ps:对单核使用多线程，线程切换反而会降低性能)不能自发地在处理器之间可见，需要设计一种机制保证这种可见性可以无视处理器的分割，使改变共享变量的状态的操作就像各处理器直接在主内存进行一样，这种机制就是同步。

所谓同步，是在使用共享变量时，放弃共享变量的旧状态，获取共享变量的新状态。至于加不加锁，无所谓，你要保证你用到的变量状态是最新鲜的就可以了。