一、原子性

原子，一個不可再被分割的顆粒。原子性，指的是一個或多個不能再被分割的操作。

int i = 1; // 原子操作
i++; // 非原子操作，從主內(nèi)存讀取 i 到線程工作內(nèi)存，進(jìn)行 +1，再把 i 寫到朱內(nèi)存。

雖然讀取和寫入都是原子操作，但合起來就不屬于原子操作，我們又叫這種為“復(fù)合操作”。

我們可以用synchronized 或 Lock 來把這個復(fù)合操作“變成”原子操作。

例子：

 private synchronized void increase(){
    i++;
  }

或

 private int i = 0;
  Lock mLock = new ReentrantLock();

  private void increase() {
    mLock.lock();
    try {
      i++;
    } finally{
      mLock.unlock();
    }
  }

這樣我們就可以把這個一個方法看做一個整體，一個不可分割的整體。

除此之前，我們還可以用java.util.concurrent.atomic里的原子變量類，可以確保所有對計數(shù)器狀態(tài)訪問的操作都是原子的。

例子：

AtomicInteger mAtomicInteger = new AtomicInteger(0);
 
  private void increase(){
    mAtomicInteger.incrementAndGet();
  }

二、可見性

當(dāng)多線程訪問某一個（同一個）變量時，其中一條線程對此變量作出修改，其他線程可以立刻讀取到最新修改后的變量。

int i = 0;
// 線程 1 執(zhí)行
i++;

// 線程 2 執(zhí)行
System.out.print("i=" + i);

即使是在執(zhí)行完線程里的 i++ 后再執(zhí)行線程 2，線程 2 的輸入結(jié)果也會有 2 個種情況，一個是 0 和 1。

因為 i++ 在線程 1（CPU1）中做完了運算，并沒有立刻更新到主內(nèi)存當(dāng)中，而線程 2（CPU2）就去主內(nèi)存當(dāng)中讀取并打印，此時打印的就是 0。

synchronized和Lock能夠保證可見性。

另外volatile關(guān)鍵字也可以解決這個問題（下一篇會講到）。

三、有序性

我們都知道處理器為了擁有更好的運算效率，會自動優(yōu)化、排序執(zhí)行我們寫的代碼，但會確保執(zhí)行結(jié)果不變。

例子：

int a = 0; // 語句 1
int b = 0; // 語句 2
i++; // 語句 3
b++; // 語句 4

這一段代碼的執(zhí)行順序很有可能不是按上面的 1、2、3、4 來依次執(zhí)行，因為 1 和 2 沒有數(shù)據(jù)依賴，3 和 4 沒有數(shù)據(jù)依賴， 2、1、4、3 這樣來執(zhí)行可以嗎？完全沒問題，處理器會自動幫我們排序。

在單線程看來并沒有什么問題，但在多線程則很容易出現(xiàn)問題。

再來個例子：

// 線程 1
init();
inited = true;

// 線程 2
while(inited){
	work();
}

init(); 與 inited = true; 并沒有數(shù)據(jù)的依賴，在單線程看來，如果把兩句的代碼調(diào)換好像也不會出現(xiàn)問題。

但此時處于一個多線程的環(huán)境，而處理器真的把這兩句代碼重新排序，那問題就出現(xiàn)了，若線程 1 先執(zhí)行 inited = true; 此時，init() 并沒有執(zhí)行，線程 2 就已經(jīng)開始調(diào)用 work() 方法，此時很可能造成一些奔潰或其他 BUG 的出現(xiàn)。

synchronized和Lock能確保原子性，能讓多線程執(zhí)行代碼的時候依次按順序執(zhí)行，自然就具有有序性。

而volatile關(guān)鍵字也可以解決這個問題，volatile 關(guān)鍵字可以保證有序性，讓處理器不會把這行代碼進(jìn)行優(yōu)化排序。

最新評論