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Java Concurrency 基礎知識

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1.執行緒安全
a.無狀態的類是執行緒安全的
b.所有狀態都具有原子性的類是執行緒安全的
原子性:即對該類的操作是不被打斷的,即使在多執行緒的環境下
如果一個類只有單個狀態,推薦使用jdk中的java.util.concurrent.atomic包AtomicBoolean
AtomicInteger
AtomicIntegerArray
AtomicIntegerFieldUpdater
AtomicLong
AtomicLongArray
AtomicLongFieldUpdater
AtomicMarkableReference
AtomicReference
AtomicReferenceArray

AtomicReferenceFieldUpdater
AtomicStampedReference
這些類作為狀態都具有原子性
2.Synchronized
a.如果一個方法用Synchronized關鍵字修飾,則呼叫該方法所用的鎖,為呼叫方法的物件的固有鎖(如反射),如果同時帶有Static關鍵字修飾,則使用的鎖為該方法所在的類的固有鎖。
固有鎖:每個物件都隱性地帶有一個鎖,該鎖為重入鎖(重入鎖將在後文介紹),用於synchronized關鍵字

3.重入鎖
關於重入鎖的解釋用書中英文的解釋會更準確:But because intrinsic locks are reentrant, if a thread tries to acquire a lock that it already holds, the request succeeds.

可能看完上面的還是有點難理解
舉一個書中的例子:
看以下程式碼

假設不是可重入鎖,那會出現一個什麼現象?
呼叫super.doSomething()時發現該方法被鎖住了,然後等待,但等待的鎖自己正持有著,也就變成了死鎖

重入鎖的實現:
重入鎖是通過一個count和記錄owner--一個持有該鎖的Thread來實現的。當count值為0,認為這個鎖當前沒被任何執行緒持有。當 一個執行緒持有了該鎖了,jvm就會把owner置為該執行緒,並把count置為1,如果同樣鎖執行緒再次請求該鎖,那jvm就會把count+1,如果執行緒 退出同步塊,則count-1,當count為0時,鎖就釋放了。

4.執行緒狀態的鎖操作
對於每一個涉及到多個變數的不變數,所有涉及到的變數都應該用同一個鎖來進行同步
怎麼理解呢?
看例子:

在vector中,每個方法都是用synchronized修飾的,但在上面的使用中--如果兩個執行緒先後進入該語句塊,再輪流執行 vector.contain(element),顯然還是會新增兩次同樣的element到vector中,所以還是不能保證vector的原子性

5.程式中的程式碼是可能被打亂的
如果沒有進行同步,編譯器,程序,和執行環境將有可能會打亂執行的順序。
如文中所舉例子:

將有可能出現這樣的狀況:輸出結果為0.
這是因為執行的順序被打亂了

6.64位資料的讀或寫是非原子性的
一般的資料型別,如int,執行
int a = 1;
int b = a;
這些操作都是原子操作,但是像long,double就不是了
jvm是允許把64位資料的讀和寫分開兩次操作的,每次操作32位。
因此,有些專案,我們對某些資料的實時性不會太在意,就不會定義該變數為原子變數,但如果是long或者double型別,就要小心了。很有可能某使用者在讀取的時候讀到的是前一個數據的前32位,和後一個數據的後32位

7.volatile關鍵字
當一個變數用volatile聲明瞭,編譯器會放一個notice到該變數的共享區,然後當執行的時候,就不會對這個變數在程式中的執行順序進行 修改。並且volatile不會快取在暫存器中,也不會快取在別的程序中,因此,讀volatile修飾的變數時總能返回一個最新更新的值。

使用鎖能同時保證變數的可見性和原子性,但volatile只能保證其可見性。

什麼時候不適合使用volatile?
舉一個經典的例子:i++操作,在併發環境下volatile是不能保證其正確性的

什麼時候可以用volatile?
* 該變數的值不依賴該變數當前的值,像i++,或者你能保證該變數的更新只在單執行緒的環境下出現
* 該變數不和其他的變數一起包含在一個不變數中,如上文的vector
* 由於其他的原因,該變數不需要使用鎖


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