【并发编程特性】并发编程特性之五种特性的探讨-volatileandsynchronized

前言

编写正确的程序很难，而编写正确的并发程序则难上加难。与串行程序相比，在并发程序中存在更多容易出错的地方。那么，为何我们还要使用并发程序？线程是Java语言中不可或缺的重要功能，它们能使复杂的异步代码变得简单，从而极大地简化了复杂系统的开发。

JMM内存图：

一、共享性

1. 数据共享性是线程安全的主要原因之一。
2. 如果所有的数据只是在线程内有效，那就不存在线程安全性问题，3. 这也是我们在编程的时候经常不需要考虑线程安全的主要原因之一。
3. 在多线程编程中，数据共享是不可避免的。
4. 最典型的场景是数据库中的数据，为了保证数据的一致性，我们通常需要共享同一个数据库中数据

二、互斥性

1. 资源互斥是指同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。
2. 我们通常允许多个线程同时对数据进行读操作，但同一时间内只允许一个线程对数据进行写操作。
3. 所以我们通常将锁分为共享锁和排它锁，也叫做读锁和写锁。
4. 如果资源不具有互斥性，即使是共享资源，我们也不需要担心线程安全。
5. 对于不可变的数据共享，所有线程都只能对其进行读操作，所以不用考虑线程安全问题。
6. 但是对共享数据的写操作，一般就需要保证互斥性

三、可见性

1. 线程只能操作自己工作空间中的数据

2. 每个工作线程都有自己的工作内存，所以当某个线程修改完某个变量之后，在其他的线程中，未必能观察到该变量已经被修改。

3. 如何保证可见性?
   一、 使用 volatile 关键字
   1、 volatile关键字要求被修改之后的变量要求立即更新到主内存，每次使用前从主内存处进行读取。
   2、 当修饰引用类型的时候, 只能保证引用本身的可见性, 不能保证内部字段的可见性
   二、 使用 synchronized加锁
   1、synchronization它会保证unlock之前必须先将变量重新刷入主内存当中。

从而达到多个线程确保从主内存当中拿到的数据一致

代码示例:

四、原子性

一、 原子性就是指对数据的操作是一个独立的、不可分割的整体。换句话说，就是一次操作，是一个连续不可中断的过程，数据不会执行的一半的时候被其他线程所修改。

二、 示例

1. X = 5
   是一个写操作
   具有原子性

2. Y = X
   不具有原子性
   先把数据X读取工作空间
   再把X值写给Y
   是一个读写操作, 不具有原子性

3. i++
   不具有原子性
   读i到工作空间
   +1后写到给i
   刷新结果到内存

4. a = a + 1
   不具有原子性
   读a到工作空间
   +1
   刷新结果到内存

三、如何保证原子性
1. Synchronized
2. JUC Lock加锁

被synchronized关键字或其他锁包裹起来的操作也可以认为是原子的。从一个线程观察另外一个线程的时候，看到的都是一个个原子性的操作。