003并发编程基础-volitile关键字和atomic原子类讲解

一.volitile关键字.

    volitile的三个特性.

1. 保证了不同线程对这个变 量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。（实现可见性）

• 所有线程的共享变量都存储在主内存(自己认为是在方法区)中，每一个线程都有一个独有的工作内存，每个线程不直接操作在主内存中的变量，而是将主内存上变量的副本放进自己的工作内存中，只操作工作内存中的数据。
  当修改完毕后，再把修改后的结果放回到主内存中。每个线程都只操作自己工作内存中的变量，无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主内存来完成。

2. 禁止进行指令重排序。（实现有序性）
   为什么要重排序?
            为了提高执行效率,编译器可能会对没有产生数据依赖的指令进行重排序.
3. 不能保证原子性.
   为什么不保证原子性?
           因为它只是保证了可见性,想象这样一个场景,一个用volitile修饰的变量i=10,一个线程A拿着i=10去处理业务逻辑,处理到一半,i被重新复制 为15,那么这个时候线程A能够知道i变成15了,但是它还会拿着i=15重新开始去处理业务逻辑吗?

二.atomic原子类

    想要保证原子性就需要用到atomic原子类了,这个类底层使用了CAS机制来保证原子性,存储了当前值和下一个值,在要替换的时候进行比较,如果实际值和当前值相同则替换,不同则更新当前值和下一个值.

请看如下小例子.

public class AtomicIntegerUser {

    private static AtomicInteger atomic=new AtomicInteger();

    public static int add(){
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            atomic.addAndGet(1);
        }
        return atomic.get();
    }
    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(add());
                }
            }).start();
        }
    }
}

结果如下所示.

    实际测试了很多次,这里只截取其中一次,每一次都一定有一个数是10000,其他的有整数(1000的倍数),也有其他数,为什么这样呢?其实说明了两点.

1. AtomicInteger确实具有原子性,总共加了10000次,最后值一定是10000,不会出现其他数.
2. atomic只保证本身方法的原子性,并不保证多次操作的原子类,在以上代码中add()方法是不具有原子性的,它对atomic进行了多次操作,所以会出现其他数(非1000的倍数),因为在该方法执行过程中,其他线程也可以进行加操作.