高级java必须清楚的概念:原子性、可见性、有序性

简介: 原子性、可见性、有序性是多线程编程中最重要的几个知识点,由于多线程情况复杂,如何让每个线程能看到正确的结果,这是非常重要的。

image.png

原子性


原子性是指一个线程的操作是不能被其他线程打断,同一时间只有一个线程对一个变量进行操作。在多线程情况下,每个线程的执行结果不受其他线程的干扰,比如说多个线程同时对同一个共享成员变量n++100次,如果n初始值为0,n最后的值应该是100,所以说它们是互不干扰的,这就是传说的中的原子性。但n++并不是原子性的操作,要使用AtomicInteger保证原子性。


可见性


可见性是指某个线程修改了某一个共享变量的值,而其他线程是否可以看见该共享变量修改后的值。在单线程中肯定不会有这种问题,单线程读到的肯定都是最新的值,而在多线程编程中就不一定了。


每个线程都有自己的工作内存,线程先把共享变量的值从主内存读到工作内存,形成一个副本,当计算完后再把副本的值刷回主内存,从读取到最后刷回主内存这是一个过程,当还没刷回主内存的时候这时候对其他线程是不可见的,所以其他线程从主内存读到的值是修改之前的旧值。


像CPU的缓存优化、硬件优化、指令重排及对JVM编译器的优化,都会出现可见性的问题。


有序性


我们都知道程序是按代码顺序执行的,对于单线程来说确实是如此,但在多线程情况下就不是如此了。为了优化程序执行和提高CPU的处理性能,JVM和操作系统都会对指令进行重排,也就说前面的代码并不一定都会在后面的代码前面执行,即后面的代码可能会插到前面的代码之前执行,只要不影响当前线程的执行结果。所以,指令重排只会保证当前线程执行结果一致,但指令重排后势必会影响多线程的执行结果。


虽然重排序优化了性能,但也是会遵守一些规则的,并不能随便乱排序,只是重排序会影响多线程执行的结果。


明天我再讲讲volatile关键字,它能保证可见性、有序性,但不能保证原子性。


推荐去我的博客阅读更多:


1.Java JVM、集合、多线程、新特性系列教程


2.Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud 系列教程


3.Maven、Git、Eclipse、Intellij IDEA 系列工具教程


4.Java、后端、架构、阿里巴巴等大厂最新面试题


觉得不错,别忘了点赞+转发哦!

目录
相关文章
|
缓存 安全 Java
Volatile关键字与Java原子性的迷宫之旅
通过合理使用 `volatile`和原子操作,可以在提升程序性能的同时,确保程序的正确性和线程安全性。希望本文能帮助您更好地理解和应用这些并发编程中的关键概念。
400 21
|
安全 Java Kotlin
Java多线程——synchronized、volatile 保障可见性
Java多线程中,`synchronized` 和 `volatile` 关键字用于保障可见性。`synchronized` 保证原子性、可见性和有序性,通过锁机制确保线程安全;`volatile` 仅保证可见性和有序性,不保证原子性。代码示例展示了如何使用 `synchronized` 和 `volatile` 解决主线程无法感知子线程修改共享变量的问题。总结:`volatile` 确保不同线程对共享变量操作的可见性,使一个线程修改后,其他线程能立即看到最新值。
375 7
|
存储 Java
深入探讨了Java集合框架中的HashSet和TreeSet,解析了两者在元素存储上的无序与有序特性。
【10月更文挑战第16天】本文深入探讨了Java集合框架中的HashSet和TreeSet,解析了两者在元素存储上的无序与有序特性。HashSet基于哈希表实现,添加元素时根据哈希值分布,遍历时顺序不可预测;而TreeSet利用红黑树结构,按自然顺序或自定义顺序存储元素,确保遍历时有序输出。文章还提供了示例代码,帮助读者更好地理解这两种集合类型的使用场景和内部机制。
236 3
|
存储 Java 开发者
HashSet和TreeSet教你重新认识Java集合的无序与有序
【10月更文挑战第14天】本文深入探讨了Java集合框架中的HashSet和TreeSet,解析了它们分别实现无序和有序存储的机制。通过理解HashSet基于哈希表的无序特性和TreeSet利用红黑树实现的有序性,帮助开发者更好地选择合适的集合类型以满足不同的应用场景。
416 2
|
缓存 Java 编译器
多线程内存模型问题之保证Java中的原子性,如何解决
多线程内存模型问题之保证Java中的原子性,如何解决
|
安全 Java 开发者
探索Java内存模型:可见性、有序性和并发
在Java的并发编程领域中,内存模型扮演了至关重要的角色。本文旨在深入探讨Java内存模型的核心概念,包括可见性、有序性和它们对并发实践的影响。我们将通过具体示例和底层原理分析,揭示这些概念如何协同工作以确保跨线程操作的正确性,并指导开发者编写高效且线程安全的代码。
|
Java 编译器 缓存
高级java必须清楚的概念:原子性、可见性、有序性
原子性、可见性、有序性是多线程编程中最重要的几个知识点,由于多线程情况复杂,如何让每个线程能看到正确的结果,这是非常重要的。 原子性 原子性是指一个线程的操作是不能被其他线程打断,同一时间只有一个线程对一个变量进行操作。
1389 0
|
7月前
|
JSON 网络协议 安全
【Java】(10)进程与线程的关系、Tread类;讲解基本线程安全、网络编程内容;JSON序列化与反序列化
几乎所有的操作系统都支持进程的概念,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位一般而言,进程包含如下三个特征。独立性动态性并发性。
396 1
|
7月前
|
JSON 网络协议 安全
【Java基础】(1)进程与线程的关系、Tread类;讲解基本线程安全、网络编程内容;JSON序列化与反序列化
几乎所有的操作系统都支持进程的概念,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位一般而言,进程包含如下三个特征。独立性动态性并发性。
368 1
|
8月前
|
数据采集 存储 弹性计算
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案