【連載】第2章-2.2原子性 原子性 競態條件 知識點

格言：在程序猿界混出點名堂！

《JAVA併發編程實戰》解讀
【連載】第2章-2.2原子性

回顧：上一節主要介紹什麼是線程安全性，這一節講的是大家經常聽到的原子性。
比如Atomic包、事務的特徵ACID，其中的A指的就是原子性。

原子性

先看一下下面線程不安全的例子：

  @NotThreadSafe
 public class UnsafeCountingFactorizer implements Servlet{
   // 線程共享
   private long count = 0;
   public long getCount(){
      return count;
   }
   public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp){
     BigInteger I = extractFromRequest(req);
     BigInteger[] factors = factor(i);
     count++;
     encodeIntoResponse(resp,factors);
    }
 }

第1章中我們有提到過i++，是三步完成的非原子操作，如果這個servlet是多線程同時訪問，可能丟失計數。

競態條件

根據上面的例子，引申這個定義：
競態條件:由於不恰當的執行時序，而出現不正確的結果。

第1章舉過這個例子：A線程獲取i=0，B線程獲取i=0，A線程修改i=1，B線程修改i=1，A線程寫入i=1，B線程寫入i=1，導致最終結果出錯，這個就是競態條件。

• 延遲初始化的競態條件

最常見的競態條件的類型就是“先檢查後執行”

延遲初始化導致競態條件的例子，非線程安全的單例：

@NotThreadSafe
public class LazyInitRace{
  private ExpensiveObject instance = null;
  public ExpensiveObject getInstance(){
    if(instance == null)
        instance = new ExpensiveObject();

    return instance; 
 }
}

上面的例子包含了一個競態條件，這裏例子存在的問題我就不解釋，大家天天在使用的單例設計模式。

• 複合操作
  爲了避免競態條件，我們需要將複合操作原子化，即將“先檢查後修改”或者“獲取-修改-寫入”這樣的操作封裝具有原子性原子性，看一下開篇提到的非線程安全的示例如何進行復核操作原子性：

  @ThreadSafe
 public class UnsafeCountingFactorizer implements Servlet{
   // 線程共享
   private AtomicLong count = new AtomicLong(0);
   public long getCount(){
      return count.get();
   }
   public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp){
     BigInteger I = extractFromRequest(req);
     BigInteger[] factors = factor(i);
     count.incrementAndGet();
     encodeIntoResponse(resp,factors);
    }
 }

AtomicLong的incrementAndGet這個操作爲原子操作，採用volatile+CAS的方式來更新保證共享變量的原子性。

知識點

1. 理解原子性、競態條件、複合操作。

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