一、线程安全性
1、当多个线程访问某个类时,不管运行时环境采用何种调度方式或者这些进程将如何交替执行,并且在主调代码中,不需要任何额外的同步或协同，这个类都能表现出正确的行为,那么就称这个类时线程安全的。
2、原子性
提供了互斥访问,同一时刻只能有一个线程来对它进行操作
3、可见性
一个线程对主内存的修改可以及时的被其他线程观察到。
4、有序性
一个线程观察其他线程中的指令执行顺序,由于指令重排序的存在,该观察结果一般杂乱无序
二、可见性
1、导致共享变量在线程间不可见的原因
- 线程交叉执行
- 重排序结合线程交叉执行
- 共享变量更新后的值没有在工作内存与主存间及时更新
2、JMM => synchronized 的两条规定
- 线程解锁前,必须吧共享变量的最新值刷新到主内存
- 线程加锁时,将清空工作内存中共享变量的值,从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值(注意, 加锁与解锁时同一把锁)
3、可见性-volatile
- 通过加入内存屏障和禁止重排序优化来实现
- 对volatile 变量写操作时,会在写操作后加入一条store 屏障指令,将本地内存中的共享变量值刷新到主内存。
- 对volatile 变量读取操作时,会在读取操作前加入一条load屏障指令,从主内存中读取共享变量
- 可见性-volatile写
a StoreStore屏障:禁止上面的普通写和下面的volatile写重排序
b StoreLoad屏障 防止上面的volatile写与下面可能有的volatile读/写重排序
- 可见性-volatile读
a 禁止下面所有普通读操作和上面的volatile读重排序
b 禁止下面所有的写操作和上面的volatile 读重排序
c 作为一个状态标识量
volatile boolean inited = false;
// 线程1
context = loadContext();
inited = true;
// 线程2
while(!inited) {
sleep();
}
do SomethingWithConfig(context);
4、有序性
- java 内存模型中允许编译器和处理器对指令进行重排序,但是重排序过程不会影响单线程程序的执行,却会影响到多线程并发执行的正确性
- volatile、synchronized 、Lock
5、有序性-Happens-before原则
- 程序次序规则: 一个线程内,按照代码顺序,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
- 锁定规则: 一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作
- volatile: 变量规则:对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
- 传递规则: 如果操作A先行发生于操作B,而操作B又先行发生于操作C,则可以得出A先行发生于操作C
- 线程启动规则:Thread 对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作
- 线程中断规则: 对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
- 线程终结规则: 线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测,我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
- 对象终结规则: 一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
三、并发的优势与风险
1、安全性
多个线程共享数据时可能会产生于期望不相符合的结果
2、活跃性
某个操作无法继续执行下去时,就会发生活跃性问题、死锁、饥饿等问题
3、性能
线程过多时会使得CPU 频繁切换,调度时间增多，同步机制，消耗过多内存
4、速度
同时处理多个请求,响应更快,复杂的操作可以分成多个进程同时处理
5、设计
程序设计在某些情况下更简单,有更多的选择
6、资源利用
CPU 能够在等待IO 的时候做一些其他的事情