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基于多線程并發(fā)的常見(jiàn)問(wèn)題(詳解)

更新時(shí)間：2017年10月09日 10:42:43 投稿：jingxian

下面小編就為大家?guī)?lái)一篇基于多線程并發(fā)的常見(jiàn)問(wèn)題(詳解)。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

一概述

1.volatile

保證共享數(shù)據(jù)一旦被修改就會(huì)立即同步到共享內(nèi)存（堆或者方法區(qū)）中。

2.線程訪問(wèn)堆中數(shù)據(jù)的過(guò)程

線程在棧中建立一個(gè)數(shù)據(jù)的副本，修改完畢后將數(shù)據(jù)同步到堆中。

3.指令重排

為了提高執(zhí)行效率，CPU會(huì)將沒(méi)有依賴(lài)關(guān)系的指令重新排序。如果希望控制重新排序，可以使用volatile修飾一個(gè)變量，包含該變量的指令前后的指令各自獨(dú)立排序，前后指令不能交叉排序。

二常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)

1.原子性問(wèn)題

所謂原子性，指的是一個(gè)操作不可中斷，即在多線程并發(fā)的環(huán)境下，一個(gè)操作一旦開(kāi)始，就會(huì)在同一個(gè)CPU時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行完畢。如果同一個(gè)線程的多個(gè)操作在不同的CPU時(shí)間片上執(zhí)行，由于中間出現(xiàn)停滯，后面的操作在執(zhí)行時(shí)可能某個(gè)共享數(shù)據(jù)被其他線程修改，而該修改并未同步到當(dāng)前線程中，導(dǎo)致當(dāng)前線程操作的數(shù)據(jù)與實(shí)際不符，這種由于執(zhí)行不連貫導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題被稱(chēng)作原子性問(wèn)題。

2.可見(jiàn)性問(wèn)題

可見(jiàn)性問(wèn)題的出現(xiàn)與線程訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)的方式有關(guān)。線程訪問(wèn)堆（方法區(qū)）中的變量時(shí)，先在棧中建立一個(gè)變量的副本，修改后再同步到堆中。如果一個(gè)線程剛建立副本，這時(shí)另一線程修改了變量，尚未同步到堆中，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)線程操作同一變量的同一種狀態(tài)的現(xiàn)象，比如i=9，變量i的初始值為9，每一個(gè)線程的操作都是減1。兩個(gè)線程A與B同時(shí)訪問(wèn)變量，B先執(zhí)行i-1,在將結(jié)果i=8同步到堆中前，A線程也執(zhí)行i-1，這時(shí)i=9的狀態(tài)就被執(zhí)行兩次，出現(xiàn)線程安全問(wèn)題。

線程安全問(wèn)題產(chǎn)生的原因：一個(gè)線程對(duì)共享數(shù)據(jù)的修改不能立即為其他線程所見(jiàn)。

volatile提供了一種解決方案：

一旦一個(gè)線程修改了被volatile修飾的共享數(shù)據(jù)，這種修改就會(huì)立即同步到堆中，這樣其他數(shù)據(jù)從堆中訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)時(shí)始終獲得的是在多個(gè)線程中的最新值。

volatile的缺陷：

volatile只能保證一個(gè)線程從堆中獲取數(shù)據(jù)時(shí)獲取的是當(dāng)前所有線程中的最新值，假如一個(gè)線程已經(jīng)從堆中復(fù)制了數(shù)據(jù)，在操作完成前，其他線程修改了數(shù)據(jù)，修改后的數(shù)據(jù)并不會(huì)同步到當(dāng)前線程中。

3.有序性問(wèn)題

為了提高執(zhí)行效率，CPU會(huì)對(duì)那些沒(méi)有依賴(lài)關(guān)系的指令重新排序，重新排序后的執(zhí)行結(jié)果與順序執(zhí)行結(jié)果相同。

例如，在源代碼中：

int i=0;
int y=1;

CPU在執(zhí)行時(shí)可能先執(zhí)行“int y=1;”，接著執(zhí)行“int i=0;”，執(zhí)行結(jié)果與順序執(zhí)行結(jié)果相同。

指令重排在單線程環(huán)境下是安全的，在多線程環(huán)境下就可能出現(xiàn)問(wèn)題。比如：

線程A:

s=new String("sssss");//指令1
flag=false;//

指令2線程B:

while(flag){
doSome();
}

s.toUpperCase();//指令3如果線程A順序執(zhí)行，即執(zhí)行指令1，再執(zhí)行指令2，線程B的執(zhí)行不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。指令重排后，假如線程A先執(zhí)行指令2，這時(shí)flag=true，切換到線程2，終止循環(huán)，執(zhí)行指令3，由于s對(duì)象尚未創(chuàng)建就會(huì)出現(xiàn)空指針異常。

有序性問(wèn)題產(chǎn)生的原因：

一個(gè)線程對(duì)其他線程對(duì)共享數(shù)據(jù)的修改操作有順序要求，比如線程B要求線程A先執(zhí)行指令1，再執(zhí)行指令2，由于指令重排，實(shí)際并未按照要求的順序執(zhí)行，這時(shí)就出現(xiàn)了線程安全問(wèn)題。

解決思路：

1.利用同步機(jī)制，使得同一時(shí)間只有一個(gè)線程可以訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，效率低。

2.使用volatile，一個(gè)指令包含volatile修飾的變量，那么這條指令的執(zhí)行順序不變，該指令前后的指令可以各自獨(dú)立重排，無(wú)法交叉重排。

以上這篇基于多線程并發(fā)的常見(jiàn)問(wèn)題(詳解)就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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