并发编程的三大挑战之原子性及其解决方案

原创

已于 2023-03-08 07:24:37 修改 · 543 阅读

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于 2023-03-08 07:20:17 首次发布

文章讨论了在多线程环境下，由于线程切换导致的原子性问题，如在`count++`操作中可能出现的非预期结果。为了解决这个问题，文章提出了三种策略：使用`synchronized`关键字、CAS（CompareandSwap）以及`ReentrantLock`。每种方法都确保了同一时间只有一个线程能执行特定操作，从而保证了原子性。

一、原子性问题

1、带来原子性问题的原因

2、如何解决线程切换带来的原子问题

2.1、使用synchronized关键字来保证

2.2、使用CAS来保证原子性

2.3、使用lock锁来保证

一、原子性问题

1、带来原子性问题的原因

线程切换是带来原子的根本原因，java的并发程序是基于多线程的，自然就会涉及到任务切换。而任务切换的时机是可以发生cpu的时间片结束时，由于目前我们使用的编程语言都是高级语言，一条高级语言往往是需要多条CPU指令完成的，例如count++,至少需要三条CPU指令。

指令1：首先需要把变量count从主内存中加载cpu的寄存器中
指令2：在寄存器中执行+1操作
指令3：将结果写入内存（缓存机制可能导致写入的是cpu的缓存而不是内存）

如下图所示，两个线程如果在执行count++的时候，过程如果发生了线程切换，会导致得不到预期的结果2，可能会出现意向不到结果，两个线程对count执行++操作后，在主内存中值为1.

原子性的定义：原子性指一个操作是不可分割的，不可中断的，一个线程在执行时，另一个线程不会影响到他

private static int count;

	public static void increment(){
		try {
			Thread.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e) {

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