題目

我個(gè)人一直認(rèn)為： 網(wǎng)絡(luò)、并發(fā)相關(guān)的知識(shí)，相對(duì)其他一些編程知識(shí)點(diǎn)更難一些，主要是不好調(diào)試并且涉及內(nèi)容太多 ！

所以今天就取一篇并發(fā)相關(guān)的內(nèi)容分享下，我相信大家認(rèn)真看完會(huì)有收獲的。

大家可以先看看這個(gè)問題，看看這個(gè)是否有問題呢？ 那里有問題呢？

如果你在這個(gè)問題上面停留超過5s的話，那么表示你對(duì)這塊某些知識(shí)還有點(diǎn)模糊，需要再鞏固下，下面我們一起來分析下！

結(jié)論
多線程并發(fā)的同時(shí)進(jìn)行set、get操作，A線程調(diào)用set方法，B線程并不一定能對(duì)這個(gè)改變可見！?。?/p>

分析
這個(gè)類非常簡單，里面有一個(gè)屬性，有2個(gè)方法：get、set方法，一個(gè)用來設(shè)置屬性值，一個(gè)用來獲取屬性值，在設(shè)置屬性方法上面加了synchronized。

隱式信息： 多線程并發(fā)的同時(shí)進(jìn)行set、get操作，A線程調(diào)用set方法，B線程可以里面感知到嗎？？？

說到這里，問題就變成了synchronized在剛剛說的上下文下面能否保證可見性?。?！

關(guān)鍵詞synchronized的用法

• 指定加鎖對(duì)象:對(duì)給定對(duì)象加鎖，進(jìn)入同步代碼前需要獲得給定對(duì)象的鎖。
• 直接作用于實(shí)例方法:相當(dāng)于對(duì)當(dāng)前實(shí)例加鎖，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前實(shí)例的鎖。
• 直接作用于靜態(tài)方法:相當(dāng)于對(duì)當(dāng)前類加鎖，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前類的鎖。
  

synchronized它的工作就是對(duì)需要同步的代碼加鎖，使得每一次只有一個(gè)線程可以進(jìn)入同步塊（其實(shí)是一種悲觀策略）從而保證線程之間得安全性。

從這里我們可以知道，我們需要分析的屬于第二類情況，也就是說多個(gè)線程如果同時(shí)進(jìn)行set方法的時(shí)候，由于存在鎖，所以會(huì)一個(gè)一個(gè)進(jìn)行set操作，并且是線程安全的，但是get方法并沒有加鎖，表示假如A線程在進(jìn)行set的同時(shí)B線程可以進(jìn)行g(shù)et操作。并且可以多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行g(shù)et操作，但是同一時(shí)間最多只能有一個(gè)set操作。

Java 內(nèi)存模型 happens-before原則

JSR-133 內(nèi)存模型使用 happens-before 的概念來闡述操作之間的內(nèi)存可見性。在 JMM 中，如果一個(gè)操作執(zhí)行的結(jié)果需要對(duì)另一個(gè)操作可見，那么這兩個(gè)操作之間必須要存在 happens-before 關(guān)系。這里提到的兩個(gè)操作既可以是在一個(gè)線程之內(nèi)，也可以是在不同線程之間。

與程序員密切相關(guān)的 happens-before 規(guī)則如下：

• 程序順序規(guī)則：一個(gè)線程中的每個(gè)操作，happens-before 于該線程中的任意后續(xù)操作。
• 監(jiān)視器鎖規(guī)則：對(duì)一個(gè)監(jiān)視器的解鎖，happens-before 于隨后對(duì)這個(gè)監(jiān)視器的加鎖。
• volatile 變量規(guī)則：對(duì)一個(gè) volatile 域的寫，happens-before 于任意后續(xù)對(duì)這個(gè) volatile 域的讀。
• 傳遞性：如果 A happens-before B，且 B happens-before C，那么 A happens-before C。

注意，兩個(gè)操作之間具有 happens-before 關(guān)系，并不意味著前一個(gè)操作必須要在后一個(gè)操作之前執(zhí)行！happens-before 僅僅要求前一個(gè)操作（執(zhí)行的結(jié)果）對(duì)后一個(gè)操作可見，且前一個(gè)操作按順序排在第二個(gè)操作之前（the first is visible to and ordered before the second）。

其中有監(jiān)視器鎖規(guī)則：對(duì)一個(gè)監(jiān)視器的解鎖，happens-before 于隨后對(duì)這個(gè)監(jiān)視器的加鎖。這一條，僅僅只是針對(duì)synchronized的set方法，而對(duì)于get并沒有這方面的說明。

其實(shí)在這種上下文下面一個(gè)synchronized的set方法，一個(gè)普通的get方法，a線程調(diào)用set方法，b線程并不一定能對(duì)這個(gè)改變可見！

volatile

volatile可見性

前面happens-before原則就提到：volatile 變量規(guī)則：對(duì)一個(gè) volatile 域的寫，happens-before 于任意后續(xù)對(duì)這個(gè) volatile 域的讀。 volatile從而保證了多線程下的可見性?。?！

volatile 禁止內(nèi)存重排序

下面是 JMM 針對(duì)編譯器制定的 volatile 重排序規(guī)則表：

為了實(shí)現(xiàn) volatile 的內(nèi)存語義，編譯器在生成字節(jié)碼時(shí)，會(huì)在指令序列中插入內(nèi)存屏障來禁止特定類型的處理器重排序。

下面是基于保守策略的 JMM 內(nèi)存屏障插入策略：

• 在每個(gè) volatile 寫操作的前面插入一個(gè) StoreStore 屏障。
• 在每個(gè) volatile 寫操作的后面插入一個(gè) StoreLoad 屏障。
• 在每個(gè) volatile 讀操作的后面插入一個(gè) LoadLoad 屏障。
• 在每個(gè) volatile 讀操作的后面插入一個(gè) LoadStore 屏障。

下面是保守策略下，volatile 寫操作 插入內(nèi)存屏障后生成的指令序列示意圖：

下面是在保守策略下，volatile 讀操作 插入內(nèi)存屏障后生成的指令序列示意圖：

上述 volatile 寫操作和 volatile 讀操作的內(nèi)存屏障插入策略非常保守。在實(shí)際執(zhí)行時(shí)，只要不改變 volatile 寫-讀的內(nèi)存語義，編譯器可以根據(jù)具體情況省略不必要的屏障。

雙重檢查鎖實(shí)現(xiàn)單例中就需要用到這個(gè)特性?。?！

模擬

通過上面的分析，其實(shí)這個(gè)題目涉及到的內(nèi)容都提到了，并且進(jìn)行了解答。

雖然你知道的原因，但是想模擬并不是一件容易的事情！，下面我們來模擬看看效果：

public class ThreadSafeCache {
int result;
public int getResult() {
return result;
}
public synchronized void setResult(int result) {
this.result = result;
}
public static void main(String[] args) {
ThreadSafeCache threadSafeCache = new ThreadSafeCache();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
new Thread(() -> {
int x = 0;
while (threadSafeCache.getResult() < 100) {
x++;
}
System.out.println(x);
}).start();
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
threadSafeCache.setResult(200);
}
}

效果：

程序會(huì)一直卡在這邊不動(dòng)，表示set修改的200，get方法并不可見?。?！

添加volatile 關(guān)鍵詞觀察效果

其實(shí)例子中synchronized關(guān)鍵字可以去掉，僅僅用volatile即可。

效果：

代碼很快正常結(jié)束了！

結(jié)論

多線程并發(fā)的同時(shí)進(jìn)行set、get操作，A線程調(diào)用set方法，B線程并不一定能對(duì)這個(gè)改變可見！?。?，上面的代碼中，如果對(duì)get方法也加synchronized也是可見的，還是happens-before的監(jiān)視器鎖規(guī)則：對(duì)一個(gè)監(jiān)視器的解鎖，happens-before 于隨后對(duì)這個(gè)監(jiān)視器的加鎖。只是volatile比synchronized更輕量級(jí)，所以本例直接用volatile。但是對(duì)于符合非原子操作i++這里還是不行的還是需要synchronized。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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