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串行,并发和并行

串行在时间上不可能发生重叠,前一个任务还没有搞定,下一个任务只能等着,也叫顺序执行。

并行在时间上时重叠的,两个任务在同一时刻互相不干扰的同时执行。

并发允许两个任务彼此干扰。统一时间点,只有一个任务运行,交替执行。

并发的三大特性

  1. 原子性

原子性是指在一个操作中cpu不可以在中途暂停然后再调度,即不被中断操作,要不全部执行完成,要不都不执行

就好比转账,从账户A向账户B转1000元,那么必然包括2个操作:从账户A减去1000元,往账户B加上1000元。2个操作必须全部完成。

private long count = 0; 
public void calc() { 
  count++; 
}
  • 将 count 从主存读到工作内存中的副本中

  • +1的运算

  • 将结果写入工作内存

  • 将工作内存的值刷回主存(什么时候刷入由操作系统决定,不确定的)

平时面试的过程中,又会问i++是原子性操作吗?显然不是。

那程序中原子性指的是最小的操作单元,比如自增操作,它本身其实并不是原子性操作,分了3步的,包括读取变量的原始值、进行加1操作、写入工作内存。所以在多线程中,有可能一个线程还没自增完,可能才执行到第二部,另一个线程就已经读取了值,导致结果错误。那如果我们能保证自增操作是一个原子性的操作,那么就能保证其他线程读取到的一定是自增后的数据。

关键字:synchronized

  1. 可见性

当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。

若两个线程在不同的cpu,那么线程1改变了i 的值还没刷新到主存,线程2又使用了i,那么这个i值肯定还是之前的,线程1对变量的修改线程没看到这就是可见性问题。

//线程1 
boolean stop = false; 
while(!stop){ 
	doSomething(); 
}
//线程2 
stop = true; 

如果线程2改变了stop的值,线程1一定会停止吗?不一定。当线程2更改了stop变量的值之后,但是还没来得及写入主存当中,线程2转去做其他事情了,那么线程1由于不知道线程2对stop变量的更改,因此还会一直循环下去。

关键字:volatilesynchronizedfinal

  1. 有序性

虚拟机在进行代码编译时,对于那些改变顺序之后不会对最终结果造成影响的代码,虚拟机不一定会按照我们写的代码的顺序来执行,有可能将他们重排序。实际上,对于有些代码进行重排序之后,虽然对变量的值没有造成影响,但有可能会出现线程安全问题。

int a = 0; 
bool flag = false; 
public void write() { 
		a = 2; //1 
		flag = true; //2 
}
public void multiply() { 
	if (flag) { //3 
			int ret = a * a;//4 
	} 
} 

write方法里的1和2做了重排序,线程1先对flag赋值为true,随后执行到线程2,ret直接计算出结果,再到线程1,这时候a才赋值为2,很明显迟了一步

关键字:volatilesynchronized

volatile本身就包含了禁止指令重排序的语义,而synchronized关键字是由“一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则明确的。

synchronized关键字同时满足以上三种特性,但是volatile关键字不满足原子性。在某些情况下,volatile的同步机制的性能确实要优于锁(使用synchronized关键字或java.util.concurrent包里面的锁),因为volatile的总开销要比锁低。

我们判断使用volatile还是加锁的唯一依据就是volatile的语义能否满足使用的场景(原子性)

关于VolatileSynchronizedLock的分析,

synchronized和Lock的区别 - BeaBrick0 - 博客园 (cnblogs.com)

谈谈你对Volatile关键字的理解 - BeaBrick0 - 博客园 (cnblogs.com)

相关面试题

  1. 并发和并行的区别

并发:同一时间段,多个任务都在执行(单位时间内不一定同时执行)

并行:单位时间内,多个任务同时执行

posted @ 2022-03-19 21:06  远乡人  阅读(222)  评论(0编辑  收藏  举报