高级java必须清楚的概念:原子性、可见性、有序性

高级java必须清楚的概念:原子性、可见性、有序性

原子性、可见性、有序性是多线程编程中最重要的几个知识点,由于多线程情况复杂,如何让每个线程能看到正确的结果,这是非常重要的。

原子性

原子性是指一个线程的操作是不能被其他线程打断,同一时间只有一个线程对一个变量进行操作。在多线程情况下,每个线程的执行结果不受其他线程的干扰,比如说多个线程同时对同一个共享成员变量n++100次,如果n初始值为0,n最后的值应该是100,所以说它们是互不干扰的,这就是传说的中的原子性。但n++并不是原子性的操作,要使用AtomicInteger保证原子性。

可见性

可见性是指某个线程修改了某一个共享变量的值,而其他线程是否可以看见该共享变量修改后的值。在单线程中肯定不会有这种问题,单线程读到的肯定都是最新的值,而在多线程编程中就不一定了。

每个线程都有自己的工作内存,线程先把共享变量的值从主内存读到工作内存,形成一个副本,当计算完后再把副本的值刷回主内存,从读取到最后刷回主内存这是一个过程,当还没刷回主内存的时候这时候对其他线程是不可见的,所以其他线程从主内存读到的值是修改之前的旧值。

像CPU的缓存优化、硬件优化、指令重排及对JVM编译器的优化,都会出现可见性的问题。

有序性

我们都知道程序是按代码顺序执行的,对于单线程来说确实是如此,但在多线程情况下就不是如此了。为了优化程序执行和提高CPU的处理性能,JVM和操作系统都会对指令进行重排,也就说前面的代码并不一定都会在后面的代码前面执行,即后面的代码可能会插到前面的代码之前执行,只要不影响当前线程的执行结果。所以,指令重排只会保证当前线程执行结果一致,但指令重排后势必会影响多线程的执行结果。

虽然重排序优化了性能,但也是会遵守一些规则的,并不能随便乱排序,只是重排序会影响多线程执行的结果。

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