Java高并发-Java内存模型和线程安全

一、原子性

原子性是指一个操作是不可中断的。即使在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其它线程干扰。

i++是原子操作吗？
不是，包含3个操作：读i,i=i+1,写i

32位的机子上读取64位的long型也不是原子操作

二、有序性

2.1 举例

在并发时，程序的执行可能会出现乱序

2.2 步骤

一条指令的执行是可以分为很多步骤的：

• 取指IF
• 译码和取寄存器操作数ID
• 执行或者有效地址计算EX
• 存储器访问MEM
• 写回WB

流水线执行指令

分析：

指令分解成不同阶段
假设一条指令消耗一个CPU时钟周期
5个人生产一个产品，5个人同时工作

a=b+c
读b
读c
计算b+c，结果放到a
写a

分析：

进行优化，使气泡尽可能的少

分析：

调整指令顺序，可以消除气泡

三、可见性

3.1 定义

可见性是批当一个线程修改了某一个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改。

• 编译器优化
• 硬件优化(如写吸收，批操作)

批量操作，把操作进行积累，只把最终结果写入

3.2 Java虚拟机层面的可见性

http://hushi55.github.io/2015/01/05/volatile-assembly

public class VisibilityTest extends Thread {
	private boolean stop;

	public void run() {
		int i = 0;
		while (!stop) {
			i++;
		}
		System.out.println("finish loop,i=" + i);
	}

	public void stopIt() {
		stop = true;
	}

	public boolean getStop() {
		return stop;
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		VisibilityTest v = new VisibilityTest();
		v.start();

		Thread.sleep(1000);
		v.stopIt();
		Thread.sleep(2000);
		System.out.println("finish main");
		System.out.println(v.getStop());
	}
}

分析：

stop变量加volatile就不会有这个问题了

四、Happen-Before

五、线程安全的概念

指某个函数、函数库在多线程环境中被调用时，能够正确地处理各个线程的局部变量 ，使程序功能正确完成。

i++在多线程下访问的情况：