Java并发之对象共享

Java并发里面有两个很关键的点：
一是，使用同步来避免多线程间同一时刻访问同样的数据。
二是，线程间的通信和数据的共享。

前面的文章已经讲过了同步的机制。
这篇文章会介绍数据的共享。主要从几个方面：
线程间通信；
原子性；
可见性；
重排序；

线程间通信

线程间的通信，有java内存模型来控制。
每个线程都有自己私有的本地内存，线程间共享的变量放在主内存。如下所示：

线程1 <-> 线程1的本地内存 <-> 主内存
线程2 <-> 线程2的本地内存 <-> 主内存

主要过程：
1， 线程1把本地内存更新的数据刷新到主内存；
2， 线程2到主内存读取线程1的数据，更新到线程2的本地内存中。

原子性

原子性是指一个操作不可分割。
基本类型除long,double之外，读写操作，是原子的，线程安全, 如i=1是原子的；
long和double，JVM分离成了2个32位的操作，所以对long和double的读写，非原子非线程安全；
int i++等操作非原子非线程安全；

volatile修饰的变量的读写，是原子操作，如volatile=1; 但volatile的复合操作，如volatile++，是非原子的；
不可变对象(final)的初始化，原子的和线程安全的。

原子变量类

java提供原子操作的类：java.util.concurrent.atomic包下面。
如：AtomicInteger, 能够原子读-改-写操作，比锁轻量级，性能更高。

可见性

可见性是指一个线程修改了对象的状态之后，另一个线程能够马上看到状态的变化。
可以通过下面的方式保证可见性：
final：初始化final字段确保可见性
volatile：读写volatile字段确保可见性.给一个变量加上volatile修饰符，就相当于：每一个线程中一旦这个值发生了变化就马上刷新回主存，使得各个线程取出的值相同。
synchronized：同步块内读写字段确保可见性
happens before：遵守happen before次序可见性(下一节详细讲解)

重排序

重排序是指为了提高性能，编译器和处理器会对指令进行重排序。
在多线程编程中，我们常常会看到明明写到后面的程序，居然比行数更靠前的程序先执行，这就是程序进行了重排序。

重排序是有一定的规则的：

1，数据依赖性

两个操作访问同一变量，其中一个操作为写操作，那么两个操作间就存在依赖性。
如： a=1; b=a;(写变量a，在读取a)
对于有依赖性的指令，不会进行重排序。

2，as-if-serial语义

不管怎么排序，程序的执行结果都不能改变。
为了遵守as-if_serial语义，对于有依赖性的操作，不会重排序；
如果操作之间不存在依赖，则可能被重排序。
如：

int a=1; //操作1
int b=2; //操作2
int c=a+b; //操作3

操作3一定在1，2之后， 而1可能在2之前，也可能在2之后。

3, happens before

从jdk5开始，java使用happens before来描述可见性。
如果一个操作对另一个操作可见，则两个操作之间必须要存在happens before关系。

其规则总结如下：
1）如果A一定在B之前发生，则A和B存在happens before;
2) 写volatile变量一定发生在后续对它的读之前;
3) Thread.start一定发生在线程中的动作之前;
4) 一个线程调用另一个线程的interrupt一定发生在另一线程发现中断之前;
5) 一个对象的构造函数结束一定发生在对象的finalizer之前;
6) 传递性: A发生在B之前，B发生在C之前，A一定发生在C之前。