并發(fā)編程三要素是什么

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并發(fā)編程三要素

1. **原子性:**一個不可再被分割的顆粒。原子性指的是一個或多個操作要么全部執(zhí)行成功要么全部執(zhí)行失敗。

2. 有序性: 程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。（處理器可能會對指令進行重排序）

3. 可見性: 一個縣城對共享變量的修改,另一個線程能夠立刻看到。

一、原子性

線程切換會帶來原子性的問題

int i = 1; // 原子操作
i++; // 非原子操作，從主內存讀取 i 到線程工作內存，進行 +1，再把 i 寫到主內存。

雖然讀取和寫入都是原子操作，但合起來就不屬于原子操作，我們又叫這種為“復合操作”。

我們可以用synchronized 或 Lock 來把這個復合操作“變成”原子操作。

例子：

//使用synchronized
private synchronized void increase(){
   i++;
 }
//使用Lock
private int i = 0;
 Lock mLock = new ReentrantLock();
 
 private void increase() {
   mLock.lock();
   try {
     i++;
   } finally{
     mLock.unlock();
   }
 }

這樣我們就可以把這個一個方法看做一個整體，一個不可分割的整體。

除此之前，我們還可以用java.util.concurrent.atomic里的原子變量類，可以確保所有對計數器狀態(tài)訪問的操作都是原子的。

例子：

  AtomicInteger mAtomicInteger = new AtomicInteger(0);  
  private void increase(){
    mAtomicInteger.incrementAndGet();
  }

二、可見性

緩存導致可見性問題

int v = 0;
// 線程 A 執(zhí)行
v++; 
// 線程 B 執(zhí)行
System.out.print("v=" + v);

即使是在執(zhí)行完線程里的 i++ 后再執(zhí)行線程 B，線程 B 的輸入結果也會有 2 個種情況，一個是 0 和1。

因為 i++ 在線程 A（CPU-1）中做完了運算，并沒有立刻更新到主內存當中，而線程B（CPU-2）就去主內存當中讀取并打印，此時打印的就是 0。

禁用緩存能保證可見性，volatile關鍵字可以禁用緩存

synchronized和Lock能夠保證可見性。

三、有序性

導致有序性的原因是編譯優(yōu)化

我們都知道處理器為了擁有更好的運算效率，會自動優(yōu)化、排序執(zhí)行我們寫的代碼，但會確保執(zhí)行結果不變。

例子：

int a = 0; // 語句 1
int b = 0; // 語句 2
i++; // 語句 3
b++; // 語句 4

這一段代碼的執(zhí)行順序很有可能不是按上面的 1、2、3、4 來依次執(zhí)行，因為 1 和 2 沒有數據依賴，3 和 4 沒有數據依賴， 2、1、4、3 這樣來執(zhí)行可以嗎？完全沒問題，處理器會自動幫我們排序。

在單線程看來并沒有什么問題，但在多線程則很容易出現問題。

再來個例子：

// 線程 1
init();
inited = true;
 
// 線程 2
while(inited){
    work();
}

init(); 與 inited = true; 并沒有數據的依賴，在單線程看來，如果把兩句的代碼調換好像也不會出現問題。

但此時處于一個多線程的環(huán)境，而處理器真的把這兩句代碼重新排序，那問題就出現了，若線程 1 先執(zhí)行 inited = true; 此時，init() 并沒有執(zhí)行，線程 2 就已經開始調用 work() 方法，此時很可能造成一些奔潰或其他 BUG 的出現。

synchronized和Lock能確保原子性，能讓多線程執(zhí)行代碼的時候依次按順序執(zhí)行，自然就具有有序性。

而volatile關鍵字也可以解決這個問題，volatile 關鍵字可以保證有序性，讓處理器不會把這行代碼進行優(yōu)化排序。

到此，相信大家對“并發(fā)編程三要素是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！