【Java并发编程】并发:线程安全三要素及解决方案

1.可见性

多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看到修改的值。

解决方案

1)JMM 提供了 volatile

2.有序性

  • 若在本线程内观察,所有操作是有有序的
  • 若在一个线程观察另一个线程,所有操作时无序的
  • 在 JVM 中,为了效率允许编译器和处理器对指令进行重排序

解决方案

1)线程内:as-if-seria,单线程中重排序后不影响执行结果

2)多线程:JMM 提供了 happens-before 规则

  • 程序顺序规则:一个线程中的每个操作,happens-before于该线程任意后续操作
  • start()规则:如果线程A执行操作threadB.start(),那么A线程中threadB.start()happens-beforeB的任意操作
  • join()规则:如果线程A执行操作thread.join(),那么线程B的任意操作happens-before于A从threadB.join()返回
  • volatile变量规则:对一个volatile域的写,happens-before于任意后续对这个volatile域的读
  • 监视器锁规则:对一个锁(synchronized)的解锁,happens-before于随后对这个锁的解锁
  • 传递性:如果A happens-before B,B happens-before C ,那么 A happens-before C

3.原子性

一个线程执行一段代码时不被打断,要么都成功,要么都失败

解决方案

1)synchronized 关键字,JVM 级别锁

2)JUC#Lock(比如 Reentrantlock),Java API 级别锁

两点注意:

  1. 由于加锁后,只有拿到锁的线程运行,所以整体上相当于串行化执行,所以在实现原子性的同时,又保证了可见性和有序性
  2. 还有一种常用手段:volatile + CAS + 自旋

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