JUC

JUC概述:

在java5.0中提供了java.util.current包(简称juc),中提供了许多在并发编程工程中常用的工具类,用于定义类似于线程的自定义子系统,包括线程池、异步IO、轻量级框架、还提供了多线程上下文的Collectiion的实现。

Volatile:异变的,不稳定的

volatile:当多个线程并发操作数据时,可以保证内存中的数据可见性,相较于synchronized是一个较为轻量级的同步策略。但是其不具备互斥性,不能保证变量的原子性。

volatile和synchronized的区别

volatile :可是保证内存的可见性,也可以防止指令重排序,但是不能保证原子性。

synchronized:可以保证原子性,也可以保证内存的可见性,但是不能防止指令重排序。

什么是指令从排序:

简单来说:

创建一个变量分为三部1、在堆内存中开辟空间 2、调用构造方法初始化 3、在栈中给变量添加地址。

通常是正常按123的顺序进行的,然而虚拟机为了追求效率和速度,会进行优化按照132的顺序的进操作,这中行为在单线程的运行环境是一个很好的行为。但是在多线程中这样会导致空指针异常。这就是虚拟机的指令重排序。

可见性

  多个线程对同一个变量(称为:共享变量)进行操作,但是这多个线程有可能被分配到多个处理器中运行,那么编译器会对代码进行优化,当线程要处理该变量时,多个处理器会将变量从主存复制一份分别存储在自己的存储器中,等到进行完操作后,再赋值回主存。

  这样做的好处是提高了运行的速度,同样优化带来的问题之一是变量可见性——如果线程t1与线程t2分别被安排在了不同的处理器上面,那么t1与t2对于变量A的修改时相互不可见,如果t1给A赋值,然后t2又赋新值,那么t2的操作就将t1的操作覆盖掉了,这样会产生不可预料的结果。因此,需要保证变量的可见性(一个线程对共享变量值的修改,能够及时地被其它线程看到)。

案例演示:https://mp.youkuaiyun.com/postedit/99230015

 

i++的原子性问题:

(1) i++的操作实际上分为三个步骤: "读-改-写";
    i++可拆分为:
        int temp1=i;
        int temp2=temp+1;
        i=temp2;
    使用 javap -c Demo.class 可查看字节码    
(2) 原子性: 就是"i++"的"读-改-写"是不可分割的三个步骤;
(3) 原子变量: JDK1.5 以后, java.util.concurrent.atomic包下,提供了常用的原子变量;
        3.1 原子变量中的值,使用volatile 修饰,保证了内存可见性;
        3.2 CAS(Compare-And-Swap) 算法保证数据的原子性;

CAS算法:

CAS是硬件对于并发的支持,针对多处理器操作而设计的处理器中的一个特殊指令,用于管理对并发数据的并发访问。

CAS是一种无锁非阻塞算法(乐观锁)的实现。

CAS算法的原理

取出旧预估值A

需要读写的内存值V

将写入的更新值 B

当且仅当A==V时V==B否则将不执行任何操作,并且这个交换过程属于原子过程。

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