由于CPU是多线程切换执行的，那么对于操作的程序，我们需要保证3个特性: 原子（atomic）本意是“不能被进一步分割的最小粒子”，而原子操作（atomic operation）意 提供了互斥访问,同一时刻只能有一个线程对它进行操作。 在Java中提供了原子类(Atomic)来保证原子性，但是我们平时使用的 Java通过CAS和同步锁来实现原子性 可见性指的是，多个线程同时访问同一个共享资源，可以感知到该资源被别的线程修改的动作. 如果不加任何的同步策略，此时做i++，就会产生线程不安全的现象. Java中使用 Java内存模型允许编译器和处理器对指令重排序以提高运行性能，在多线程环境下，可能会产生线程不安全的问题。 编译器不会对volatile读与volatile读后面的任意内存操作重排序 CAS全称为Compare And Swap,它跟常规的同步锁synchronized不同,它是非阻塞原子性的操作，简单的理解为CPU自旋即可，原理比较复杂，这里推荐一个好文章，有想深入的小伙伴可以看看: JDK中，实现CAS，要借助Unsafe类，其中CAS的int实现是这样的: 这里是做自增，为了保证线程安全，会进行值对比交换.我们深入到unsafe里面看看 这里的意思大致是: var1代表对象的内存位置,var2代表对象中的变量偏移量，var5代表变量预期值，var5+var4代表了新的值.如果对象中内存偏移量为var2的变量值为var5，就把它更新为var5+var4. 优点: 相对于synchronized更加轻量级,因为synchronized往往需要进入内核态将线程挂起或者恢复，这对于操作系统来说，会带来一些性能上的压力。那么使用CAS则可以牺牲一点CPU的时间(自旋),来减少对操作系统的资源消耗。 synchronized是一个同步锁的修饰符，它可以作用于代码块、成员属性、方法上,当线程执行代码进入被synchronized修饰的代码块时，会自动获取对象的监视器锁，此时其他线程对该代码块进行访问时，会被JVM阻塞挂起，直到执行同步逻辑的线程退出代码块或者抛出异常后释放了锁，其他线程才有机会访问该代码块。 由于synchronized是重量级锁，对于阻塞挂起、唤醒操作，都需要从用户态切换到内核态，属于比较耗时的操作。 synchronized的内存语义: 要保证线程安全，除了排队之外，还可以使用ThreadLocal. ThreadLocal可以保证，每个线程只访问到自己的变量，内部维护了一个Map,每个ThreadLocal进行读取的时候，都将Thread作为参数进行传递，从ThreadLocalMap中获取值.保证线程安全的三大特性
原子性
为“不可被中断的一个或一系列操作”。 -《并发编程的艺术》i++这种，其实不是原子性的，在JVM编译后的文件中，分为了几步去执行i++. void f1() { i++; }
void f1();
Code:
0: aload_0
1: dup
2: getfield #2 // Field
i:I
5: iconst_1
6: iadd
7: putfield #2 // Field
i:I
10: return
可见性
我们还是以i++的操作来说这个问题:volatile可以保证可见性，除此之外它还能禁止指令重排序，但是注意，i++本身并不是原子性的。有序性
CAS
public final int getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
return var5;
}
CAS的优缺点
缺点: 对于原子类来说，自旋往往只能保证一个变量是线程安全的，如果需要一系列的操作都要保证线程安全，那么还是需要进行同步操作。同步锁-synchronized
synchronized是否保证内存可见性?
synchronized修饰的代码块中的变量会在线程的工作内存中被清除，，退出代码块时将该变量的值刷新到主内存。所以,synchronized可以保证内存可见性.线程本地变量-ThreadLocal
比如有一个任务：3个线程同时开始做i++5次，算完之后输出结果.
我们除了可以用一个AutomicInteger自增外，还可以为每个线程设置一个ThreadLocal值，算完之后再合计即可。
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
总结
i++
cas
©著作权归作者所有
