java(线程特性,Volatile作用,java内存模型)
1.java线程特性
1.原子性:即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行 银行转账,自己转100给别人,自己账户少100 别人多100
不会出现,自己少了100 别人那里却也没有多100的情况
2.有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。一般来说处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的
3.可见性:多个线程共同访问同一个变量的时候,一个线程修改了该变量的值,其他线程应该能看见这个变量的修改
2.java内存模型
java内存模型也叫共享内存模型(JMM) java内存模型决定了 多个线程共享同个变量的时候,某个线程修改了共享变量,这个修改应该被其他线程看见。
例如 static int a=3 当多个线程共享该变量的时候,a=3 是放在主内存中,每个线程都有自己私有本地内存,私有本地内存存放的是共享内存变量的副本
线程A,B 操作主内存共享变量的时候,会先将主内存的变量复制一份到线程A,B自己的本地内存中,保存一个副本。如果要想保证线程的可见性,A 线程本地内存的副本修改以后,需要刷新到主内存之中,然后线程B在重新去主内存中刷新线程A更新以后的值。
当前主内存的值为0(共享变量 int a=0) 如果有两个线程 A ,B 操作主内存的值,A,B线程会先将主内存的值 复制一份到自己的本地内存中,如果A线程修改变量
a的值为1,修改的是A线程自己本地内存中的值,此时线程B 和主内存中的值还是0,当线程A,B 通信的时候,A线程就将本地内存中a变量的值刷新到主内存中,然后B线程
需要操作变量a的时候,会先到主内存中获取最新的值,在复制到自己的本地内存中
3.Volatile保证变量的可见性
package com.thread; class ThreadVolatileDemo extends Thread { public boolean flag = true; @Override public void run() { System.out.println("开始执行子线程...."); while (flag) { } System.out.println("线程停止"); } public void setRuning(boolean flag) { this.flag = flag; } } public class VolatileDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo(); threadVolatileDemo.start(); Thread.sleep(3000); threadVolatileDemo.setRuning(false); System.out.println("理想状况下设置false以后线程会停止运行"); Thread.sleep(1000); System.out.println(threadVolatileDemo.flag); } }
输出结果:
开始执行子线程.... 理想状况下设置false以后线程会停止运行 false
(一直执行while循环,已经将flag设置成了false 但是程序一直没有停止,是因为 该线程一直读取的是副本,并没有去刷新主内存中的值)
Volatile关键字将解决线程之间可见性, 强制线程每次读取该值的时候都去“主内存”中取值
用法:public boolean volatile flag;
每个线程操作flag的时候,都会去主内存刷新最新的flag值
4.Volatile是否能保证线程的安全性(原子性)
package com.thread; public class VolatileSyn extends Thread { public static volatile int count = 0; public void run() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { count++; } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { VolatileSyn[] volatileSyns = new VolatileSyn[4]; for (int i = 0; i < volatileSyns.length; i++) { volatileSyns[i] = new VolatileSyn(); } for (VolatileSyn volatileSyn : volatileSyns) { volatileSyn.start(); } Thread.sleep(4000); System.out.println(VolatileSyn.count); } }
创建4条线程或者10条线程,共享可见变量count,每个线程都执行+1000的操作,理论值应该是4000,但是多次执行的结果 ,count++是线程不安全
最后的值 不等于4000(也有等于4000的) 多次操作结果不同 由此可见volatile并不能保证线程的安全问题。volatile能保证线程的可见性,例如:A 线程刚从主内存刷新过来count值 正准备操作的时候,B线程 修改了count的值 此时A 的值就不是最新的了
5.AtomicInteger原子类
AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类,通过线程安全的方式操作加减。
package com.thread; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class VolatileNoAtomic extends Thread { private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); @Override public void run() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { //等同于i++ count.incrementAndGet(); //decrementAndGet } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 初始化10个线程 VolatileNoAtomic[] volatileNoAtomic = new VolatileNoAtomic[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { // 创建 volatileNoAtomic[i] = new VolatileNoAtomic(); } for (int i = 0; i < volatileNoAtomic.length; i++) { volatileNoAtomic[i].start(); } Thread.sleep(4000); System.out.println(VolatileNoAtomic.count); } }
6.volatile与synchronized区别
仅靠volatile不能保证线程的安全性。(原子性)
①volatile轻量级,只能修饰变量。synchronized重量级,还可修饰方法
②volatile只能保证数据的可见性,不能用来同步,因为多个线程并发访问volatile修饰的变量不会阻塞。
synchronized不仅保证可见性,而且还保证原子性,因为,只有获得了锁的线程才能进入临界区,从而保证临界区中的所有语句都全部执行。多个线程争抢synchronized锁对象时,会出现阻塞。
线程安全性
线程安全性包括两个方面,①可见性。②原子性。
从上面自增的例子中可以看出:仅仅使用volatile并不能保证线程安全性。而synchronized则可实现线程的安全性。
7.wait()、notify、notifyAll()方法
wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法,可以用来控制线程的状态。
这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。
如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去,然后处于等待状态。
如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。
如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。
注意:一定要在线程同步中使用,并且是同一个锁的资源
8.wait和sleep的区别
1.wait是obejct方法,sleep是Thread方法
2.wait方法调用以后,需要手动唤醒,Sleep休眠 休眠时间到了以后,不需要任何操作能继续向下执行(监控状态依然保持)
3.wait方法放弃当前线程持有的锁,sleep只是放弃当前cpu的持有,但当前线程还是持有对象锁