Java并發(fā)面試題實例分析

這篇文章主要講解了“Java并發(fā)面試題實例分析”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“Java并發(fā)面試題實例分析”吧！

題目

結(jié)論

多線程并發(fā)的同時進(jìn)行set、get操作， A線程調(diào)用set方法，B線程并一定能對這個改變可見?。?！

分析

這個類非常簡單，里面有一個屬性，有2個方法：get、set方法，一個用來設(shè)置屬性值，一個用來獲取屬性值，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?。。?/p>

關(guān)鍵詞synchronized的用法

指定加鎖對象:對給定對象加鎖，進(jìn)入同步代碼前需要獲得給定對象的鎖。

直接作用于實例方法:相當(dāng)于對當(dāng)前實例加鎖，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前實例的鎖。

直接作用于靜態(tài)方法:相當(dāng)于對當(dāng)前類加鎖，進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前類的鎖。

synchronized它的工作就是對需要同步的代碼加鎖，使得每一次只有一個線程可以進(jìn)入同步塊（其實是一種悲觀策略）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，也就是說多個線程如果同時進(jìn)行set方法的時候，由于存在鎖，所以會一個一個進(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B線程可以進(jìn)行g(shù)et操作。并且可以多個線程同時進(jìn)行g(shù)et操作，但是同一時間最多只能有一個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 一個操作執(zhí)行的結(jié)果需要對另一個操作可見 ，那么這兩個操作之間必須要存在 happens-before 關(guān)系。這里提到的兩個操作既可以是在一個線程之內(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：一個線程中的每個操作，happens-before 于該線程中的任意后續(xù)操作。

監(jiān)視器鎖規(guī)則：對一個監(jiān)視器的解鎖，happens-before 于隨后對這個監(jiān)視器的加鎖。

volatile 變量規(guī)則：對一個 volatile 域的寫，happens-before 于任意后續(xù)對這個 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，兩個操作之間具有 happens-before 關(guān)系，并不意味著前一個操作必須要在后一個操作之前執(zhí)行！happens-before 僅僅要求前一個操作（執(zhí)行的結(jié)果）對后一個操作可見，且前一個操作按順序排在第二個操作之前（the first is visible to and ordered before the second）。

其中有 監(jiān)視器鎖規(guī)則：對一個監(jiān)視器的解鎖，happens-before 于隨后對這個監(jiān)視器的加鎖。這一條，僅僅只是針對synchronized的set方法，而對于get并沒有這方面的說明。

其實在這種上下文下面一個synchronized的set方法，一個普通的get方法，a線程調(diào)用set方法，b線程并一定能對這個改變可見！

volatile

volatile可見性

前面happens-before原則就提到： volatile 變量規(guī)則：對一個 volatile 域的寫，happens-before 于任意后續(xù)對這個 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 針對編譯器制定的 volatile 重排序規(guī)則表：

為了實現(xiàn) volatile 的內(nèi)存語義，編譯器在生成字節(jié)碼時，會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 volatile 寫操作的前面插入一個 StoreStore 屏障。

在每個 volatile 寫操作的后面插入一個 StoreLoad 屏障。

在每個 volatile 讀操作的后面插入一個 LoadLoad 屏障。

在每個 volatile 讀操作的后面插入一個 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。在實際執(zhí)行時，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。

模擬

通過上面的分析，其實這個題目涉及到的內(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：

publicclassThreadSafeCache{intresult;publicintgetResult(){returnresult;    }publicsynchronizedvoidsetResult(intresult){this.result = result;    }publicstaticvoidmain(String[] args){        ThreadSafeCache threadSafeCache =newThreadSafeCache();for(inti =0; i <8; i++) {newThread(() -> {intx =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：

程序會一直卡在這邊不動，表示set修改的200，get方法并不可見?。。?/p>

添加volatile 關(guān)鍵詞觀察效果

其實例子中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！

感謝各位的閱讀，以上就是“Java并發(fā)面試題實例分析”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對Java并發(fā)面試題實例分析這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！