Java编程的原子操作 java原子性是什么意思

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IT剑客行 2023-06-25 16:03:58

文章标签 Java编程的原子操作 java 可见性原子操作线程安全 文章分类 Java 后端开发

原子性

原子性是指一个操作是不可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候，操作一旦开始，也不会被其他线程干扰。即原子操作是一个做小操作。

例如 i++，其实经历了读，算，赋值绝对算不上是一个原子操作。一个i = 10这样的赋值操作可以称为原子操作。

java.util.comcurrent.atomic包里都是关于原子操作的类，有时间会另写一篇博客。

有序性

提到有序那必然就有乱序，而乱序是因为jvm的指令重排优化而产生的。

我们要想完全保住有序性，需要给对象加同步锁（synchronized），这样做实际上就是单线程执行了。

可见性

可见性是指当一个线程修改了某一个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改。

而其他线程看不到实际上是因为每个cpu都有寄存器，有一个线程把寄存器里的值修改了并提交到jvm了，而还有一个cpu的寄存器里存着数据的缓存，等它回头看jvm的时候，发现值已经变了。

Java提供了volatile关键字来保证可见性。

当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

下面用一段代码来做测试。

public class VisibilityTest extends Thread{
　　//如果没有关键字volatile，会发现这个线程停不掉，可自行测试。
    private volatile boolean stop;

    public void run() {
        int i = 0;
        while (!stop) {
            i++;
        }
        System.out.println("finish loop,i=" + i);
    }

    public void stopIt() {
        stop = true;
    }

    public boolean getStop() {
        return stop;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        VisibilityTest visibilityTest = new VisibilityTest();
        visibilityTest.start();
        visibilityTest.sleep(1000);
        visibilityTest.stopIt();
        System.out.println(visibilityTest.getStop());

    }
}

除了volatile还有两种解决可见性问题的方法：

1. final关键字，能够解决的原因：final常量会进常量区（以前的方法区，现在的Metaspace），常量区是线程安全的，线程安全就是一个线程占有着此资源的时候，其他线程不能占有，所以可想而知，只要A线程在对此资源做任何操作，B线程都是等待着的，当A释放了，B才去jvm拿值，这样也算保证了可见性。

2. synchronized关键字，原因和上面一样，同步锁，保证了线程安全。