并发学习笔记

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线程不安全的原因

共享变量

线程对数据的操作是以一种类似数据缓存的方式来操作。内存模型中有主内存和本地内存的概念，注意，是概念，并不是一个固定的数据区域。线程操作变量只会操作本地内存里的数据，而从主内存读取和刷新到主内存是比较随机的，导致看似线程在访问同一个变量，实际是各玩各的。这一块叫做线程的可见性

指令重排

在程序的各个层面，比如编译器、jvm、操作系统、处理器都可能会对将要运行的执行进行一定的重排序，这种重排序主要是出于效率考虑。

重排序就是，你写的代码是执行方法A之后，执行方法B。实际运行过程中却非如此。在这一层面，比较看重的是原子性，任何非原子性操作就有可能发生指令重排，java中绝大多数操作都是非原子性的，包括但不限于new，++、+=，原子性操作有 =、CAS。

CAS

CAS全称比较并交换(compare and swap)，需要三个操作数。第一个变量的地址，第二个期望中变量的值，第三个新值，当且仅当变量当前值等于期望值时，将变量赋予新值，否则什么都不做。这是一个原子操作。

JDK9以前需要通过UnSafe类实现CAS操作，9以后使用VarHandler实现

Volatile

两种功能：

• 禁止volatile变量本身的读写 和前后的操作之间的重排序
• 保证写入volatile会更新线程共享变量到主内存中（类似于缓存落库）；保证读取volatile之前会从主内存获取共享变量（类似与缓存更新）。也就是保证变量在线程间的可见性

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有以下程序

static boolean f = true;
public void static main(String[] args){
    
    new Threan(new Runable(){
        public void run(){
            while(r){}
            System.out.println('结束循环');
        }
    }).start();
     try {
         Thread.sleep(1000);
     } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
     }
    s = false;
    
}

由于jmm不保证 f 的内存可见性，死循环将永远无法结束

想要结束有以下方法

• 给f 加上volatile 关键字
• 此外 f 不变，额外加上一个 volatile 的变量 a，在循环体内读变量a进行读或者写操作，也能结束循环
• 循环体内执行一个有synchronized关键字的方法

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以上方法的原理是强制线程从主内存里获取共享变量最新的值