java并发三大特性

并发编程中两大核心：JMM抽象内存模型以及happens-before规则、三大特性(原子性、有序性、可见性)

一、原子性

1、原子性简介

原子性表示一步操作执行过程中不允许其他操作的出现，直到该操作的完成。

在多线程环境下，原子性表现在，当前线程执行字节码的过程中不允许切换到其他线程，去执行其他的字节码。

常见如下语句：

         int a = 1;

        a++;

       int b = a;

     a = a+1;

在上述 4条语句执行过程中，只有第一条能够保证原子性。

第二条语句在执行过程被拆分三步：

读取a的值

对a的值的进行加1

将修改后的a的值重新赋值给a；

所以：该操作不是原子性操作。

2、JMM抽象模型中的原子性操作

在JMM抽象模型中定义了8中原子操作。

a】 lock（锁定）：作用于主内存中的变量，将某个变量标识为某个线程的独占状态。

b】unlock(解锁)：作用于主内存中的变量，将某个变量从某个线程的独占状态释放出来，可以被其他线程锁定。

c】、read（读取）：将主存中的变量从主存中读取到线程的工作内存中，供load操作使用。

d】、load（载入）：作用于线程工作内存，将read从主存读取的变量，保存到工作内存的变量副本。

e】、use（使用）：作用于工作内存中的变量，当虚拟机执行到需要变量的字节码时，就会需要该动作。

f】、assign（赋值）：作用于工作内存中的变量，当虚拟机执行变量的赋值字节码时，将执行该操作，将值赋值给工作内存中的变量。

g】、store（存储）：作用与工作内存中的变量，将工作内存的变量传递给主存。

h】、write（写入）：作用于主存的变量，将store步骤中传递过来的变量，写入到主存中。

以上8种操作都是原子性的，JMM内存模型只保证了操作执行的顺序性，但是不保证操作的连续性。

3、有序性

被synchronized修饰的代码只能被被当前线程占用，避免由于其他线程的执行导致的无序行。

volatile关键字包含了禁止指令重排序的语义，使其具有有序性。

volatile关键字

如果不加volatile关键字，有可能出现问题的是

instance = new FinalClass();

该步骤执行的操作包括三步：

a、分配新建对象的内存空间；b、初始化对象；c、将instance的引用指向新建的内存地址。

由于重排序的存在，过程可能是 a->c->b 

当线程A 执行到 c时，cpu切换到线程B，这是判断instance==null 为 true。所以会继续执行以后的操作。但是之后的操作的都应该是错的。

用volatile修饰 instance 变量，可以保证该变量实例化后立刻对其他线程可见。

测试用例：

测试

4、可见性

synchronized 关键值，开始时会从内存中读取，结束时，会将变化刷新到内存中，所以是可见的。

volatile关键值，通过添加lock指令，也是可见的。