java 原子性 可见性 有序性

 

原子性

原子性是指一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程不被中断，要么就不执行。

如向变量x赋值操作 x = 10 是原子性的，就不会出现赋值操作进行到一半（x的低16位赋值成功，高16位没有赋值）而被打断。

原子性的操作若涉及到变量，也意味着在操作过程中该变量不会被其他线程占有。

 

由java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read、load、use、assign、store和write，大致可认为基本数据类型的读写是具备原子性的（例外是long与double的非原子性协定）。

 

如果需要更大范围的原子性保证，java内存模型提供了lock与unlock操作来满足这种要求，虚拟机没有直接开放lock与unlock操作给用户，但却提供了更高层次的字节码指令monitorenter与monitorexit来隐式地使用这两个操作，这两个字节码反映到java代码块中就是同步块-synchronized关键字，因此synchronized块中的操作也具备原子性。

 

 

可见性

可见性是指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。

Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介的方法来实现可见性的。

除了volatile之外，Java还有两个关键字能实现可见性，它们是synchronized与final。同步块的可见性是由“对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中(执行store和write操作)”这条规则获得的，而final关键字的可见性是指：被final修饰的字段在构造器一旦初始化完成，并且构造器没有把“this”引用传递出去，那么在其它线程中就能看见final字段的值。

 

 

有序性

有序性即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。

 

Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile关键字本身就包含了禁止指令重排序的语义，而synchronized则是由“一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则来获得的。