Java 并发系列（一）：多线程三大特性

最新推荐文章于 2023-09-25 22:34:51 发布

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#java #并发编程 #多线程 #可见性 #原子性

本文详细介绍了Java并发编程中的多线程三大特性：原子性、可见性和有序性。原子性涉及复合操作的不可中断性，如`synchronized`和`Atomic`类用于保证。可见性问题源于缓存可能导致线程间数据不一致，`volatile`关键字可解决此问题。有序性问题主要由指令重排序和CPU缓存引起，通过内存屏障和同步块来维护。正确理解和应用这些特性是编写正确多线程程序的关键。

概述

多线程三大特性：原子性、可见性、有序性。

1. 原子性

原子性是指：多个操作作为一个整体，不能被分割与中断，也不能被其他线程干扰。如果被中断与干扰，则会出现数据异常、逻辑异常。

多个操作合并的整体，我们称之为复合操作。一个复合操作，往往存在前后依赖关系，后一个操作依赖上一个操作的结果。如果上一个操作结果被其他线程干扰，对于当前线程看来整个复合操作的结果便不符合预期。同理线程也不能在复合操作中间被中断，中断必须发生在进入复合操作之前或者等到复合操作结束之后。

保证原子性就是在多线程环境下，保证单个线程执行复合操作符合预期逻辑。

典型的复合操作：『先检查后执行』和『读取—修改—写入』

1.1 先检查后执行

@NotThreadSafe
public class LazyInitClass {
	private static LazyInitClass instance ;

	public static LazyInitClass getInstance() {
		if(instance == null)
			instance = new LazyInitClass() ;

		return instance ;
	}
}

LazyInitClass 的 getInstance 中包含先检查后执行的复合操作，通常我们也可以称 getInstance 中包含竞态条件。假设线程 A 和线程 B 同时执行 getInstance。A 看到 instance 为空，便执行 new LazyInitClass() 逻辑。A 还未完成初始化并设置 instance，B 检查 instance，此时 instance 为空，B 便也会执行 new LazyInitClass()。那么两次调用 getInstan