多线程2

时间：2021-06-08 23:17:33 收藏：0 阅读：0

volatile

作用

保证线程可见性

使用volatile，将会强制所有线程都去堆内存中读取变量的值

-MESI（CPU的缓存一致性协议）

详细可看

https://www.cnblogs.com/z00377750/p/9180644.html
禁止指令重排序（CPU级别的支持）
- cpu级别增加读写屏障

图解说明：

技术图片

A B线程都用到一个变量，java默认是A线程中保留一份copy，这样如果B线程修改了该变量，则A线程未必知道，不知B线程何时去修改真正的变量的值，此时使用volatile关键字，会让所有线程都会读到变量的修改值

volatie和synchronized区别

volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取； synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的
volatile仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性
```
volatile并不能保证多个线程共同修改变量时所带来的不一致问题，也就是说volatile不能替代synchronized
```
volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞
volatile标记的变量不会被编译器优化，不会进行指令重排序；synchronized标记的变量可以被编译器优化

volatile其他

volatile 引用类型（包括数组）只能保证引用本身的可见性，不能保证内部字段的可见性。

public class T04_VolatileNotSync {
	volatile int count = 0;
	void m() {
		for(int i=0; i<10000; i++) count++;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		T04_VolatileNotSync t = new T04_VolatileNotSync();
		
		List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>();
		
		for(int i=0; i<10; i++) {
			threads.add(new Thread(t::m, "thread-"+i));
		}
		
		threads.forEach((o)->o.start());
		
		threads.forEach((o)->{
			try {
				o.join();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		});
		
		System.out.println(t.count);
		
		
	}
	
}

=============
 输出结果的原因是：volatile虽然能够保证count的可见性，但是不能够保障count++的原子性

输出结果

技术图片

CAS（compare and swap）

什么是CAS

CAS：Compare and Swap，即比较再交换。

jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的，这是一种独占锁，也是是悲观锁。

CAS属于CPU原语级别的支持，正常程序不会被打断

CAS算法理解

CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。

技术图片

CAS实现原理

CAS缺点

循环时间太长；
只能保证一个共享变量原子操作；
会出现ABA问题；

循环时间长开销很大：

CAS 通常是配合无限循环一起使用的，我们可以看到 getAndAddInt 方法执行时，如果 CAS 失败，会一直进行尝试。如果 CAS 长时间一直不成功，可能会给 CPU 带来很大的开销。

只能保证一个变量的原子操作：

当对一个变量执行操作时，我们可以使用循环 CAS 的方式来保证原子操作，但是对多个变量操作时，CAS 目前无法直接保证操作的原子性。但是我们可以通过以下两种办法来解决：1）使用互斥锁来保证原子性；2）将多个变量封装成对象，通过 AtomicReference 来保证原子性。

什么是ABA问题？ABA问题怎么解决？

CAS 的使用流程通常如下：
1）首先从地址 V 读取值 A；
2）根据 A 计算目标值 B；
3）通过 CAS 以原子的方式将地址 V 中的值从 A 修改为 B。

但是在第1步中读取的值是A，并且在第3步修改成功了，我们就能说它的值在第1步和第3步之间没有被其他线程改变过了吗？

如果在这段期间它的值曾经被改成了B，后来又被改回为A，那CAS操作就会误认为它从来没有被改变过。这个漏洞称为CAS操作的“ABA”问题。Java并发包为了解决这个问题，提供了一个带有标记的类“AtomicStampedReference”，它可以通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。因此，在使用CAS前要考虑清楚“ABA”问题是否会影响程序并发的正确性，如果需要解决ABA问题，改用传统的互斥同步可能会比原子类更高效。

AutomicXXX（CAS+ volatile）

代码详解

主要以AtomicInteger为例

有参构造函数：从构造函数函数可以看出，数值存放在成员变量value中;
成员变量value声明为volatile类型，说明了多线程下的可见性，即任何一个线程的修改，在其它线程中都会被立刻看到
compareAndSet方法（value的值通过内部this和valueOffset传递）
接收2个参数，一个是期望数据(expected)，一个是新数据(new)；如果atomic里面的数据和期望数据一致，则将新数据设定给atomic的数据，返回true，表明成功；否则就不设定，并返回false。

多线程2

volatile

作用

图解说明：

volatie和synchronized区别

volatile其他

CAS（compare and swap）

什么是CAS

CAS算法理解

CAS实现原理

CAS缺点

循环时间长开销很大：

只能保证一个变量的原子操作：

什么是ABA问题？ABA问题怎么解决？

AutomicXXX（CAS+ volatile）

相关概念

代码详解