【高并發】線程安全性

大家好，我是冰河~~

概念

定義：當多個線程訪問某個類時，不管運行時環境采用何種調度方式或者這些進程將如何交替執行，并且在主調代碼中不需要任何額外的同步或協同，這個類都能表現出正確的行為，那么就稱這個類是線程安全的。

原子性：提供了互斥訪問，同一時刻只能有一個線程來對它進行操作。

可見性：一個線程對主內存的修改可以及時的被其他線程觀察到。

有序性：一個線程觀察其他線程中的指令執行順序，由于指令重排序的存在，該觀察結果一般雜亂無序。

原子性

原子性-Atomic包

AtomicXXX:CAS、Unsafe.compareAndSwapInt

AtomicLong、LongAdder

AtomicReference、AtomicReferenceFieldUpdater

AtomicStampReference：解決CAS的ABA問題

原子性-鎖

synchronized：依賴JVM

Lock：依賴特殊的CPU指令，代碼實現，ReentrantLock

原子性-synchronized

修飾代碼塊：大括號括起來的代碼，作用于調用的對象。

修飾方法：整個方法，作用于調用的對象。

修飾靜態方法：整個靜態方法，作用于所有對象。

修飾類：括號括起來的部分，作用于所有對象。

原子性-對比

synchronized：不可中斷鎖，適合競爭不激烈，可讀性好

Lock: 可中斷鎖，多樣化同步，競爭激烈時能維持常態

Atomic: 競爭激烈時能維持常態，比Lock性能好，只能同步一個值

可見性

導致共享變量在線程間不可見的原因

（1）線程交叉執行

（2）重排序結合線程交叉執行

（3）共享變量更新后的值沒有在工作內存與主存間及時更新

可見性-synchronized

JMM（Java內存模型）關于synchronized的兩條規定：

（1）線程解鎖前，必須把共享變量的最新值刷新到主內存

（2）線程加鎖前，將清空工作內存中共享變量的值，從而使用共享變量時需要從主內存中重新讀取最新的值（注意：加鎖和解鎖是同一把鎖）

可見性-volatile

通過加入內存屏障和禁止重排序優化來實現

（1）對volatile變量寫操作時，會在寫操作后加入一條store屏障指令，將本地內存中的共享變量值刷新到主內存

（2）對volatile變量讀操作時，會在讀操作前加入一條load屏障指令，從主內存中讀取共享變量

注意：volatile不具有原子性

volatile的使用場景

（1）對變量的寫操作不依賴于當前值

（2）該變量沒有包含在具有其他變量的不必要的式子中

有序性

Java內存模型中，允許編譯器和處理器對指令進行重排序，但是重排序過程不會影響到單線程程序的執行，卻會影響到多線程并發執行的正確性

可以通過volatile、synchronized、Lock保證有序性

有序性-happens-before原則

（1）程序次序規則：一個線程內，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發生于書寫在后面的操作

（2）鎖定規則：一個unLock操作先行發生于后面對同一個鎖的lock操作

（3）volatile變量規則：對一個變量的寫操作先行發生于后面對這個變量的讀操作

（4）傳遞規則：如果操作A先行發生于操作B，而操作B又先行發生于操作C，則可以得出操作A先行發生于操作C

（5）線程啟動規則：Thread對象的start()方法先行發生于此線程的每一個動作

（6）線程中斷規則：對線程interrupt()方法的調用先行發生于被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發生

（7）線程終結規則：線程中所有的操作都先行發生于線程的終止檢測，我們可以通過Thread.join()方法結束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經終止執行

（8）對象終結規則：一個對象的初始化完成先行發生于它的finalize()方法的開始

注意：如果兩個操作的執行次序無法從happens-before原則推導出來，那么它們就無法保證有序性，虛擬機就可以隨意地對它們進行重排序。

好了，今天就到這兒吧，我是冰河，我們下期見~~

Java JVM 任務調度 多線程

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。