Java多线程原子性与可见性

非线程安全主要是指多个线程对同一个对象的实例变量进行操作时,会出现值被更改,值不同步的情况。

线程安全问题表现为三个方面: 原子性,可见性和有序性。

原子性

原子(Atomic)就是不可分割的意思. 原子操作的不可分割有两层含义：

● 访问(读,写)某个共享变量的操作从其他线程来看,该操作要么已经执行完毕,要么尚未发生, 即其他线程年示到当前操作的中间结果。

● 访问同一组共享变量的原子操作是不能够交错的。

如现实生活中从ATM机取款, 对于用户来说,要么操作成功,用户拿到钱, 余额减少了,增加了一条交易记录; 要么没拿到钱,相当于取款操作没有发生。

Java有两种方式实现原子性：

一种是使用锁; 另一种利用处理器的CAS(Compare and Swap)指令。

锁具有排它性,保证共享变量在某一时刻只能被一个线程访问。

CAS指令直接在硬件(处理器和内存)层次上实现,看作是硬件锁。

可见性

在多线程环境中, 一个线程对某个共享变量进行更新之后 , 后续其他的线程可能无法立即读到这个更新的结果, 这就是线程安全问题的另外一种形式: 可见性(visibility)。

如果一个线程对共享变量更新后, 后续访问该变量的其他线程可以读到更新的结果, 称这个线程对共享变量的更新对其他线程可见, 否则称这个线程对共享变量的更新对其他线程不可见。

多线程程序因为可见性问题可能会导致其他线程读取到了旧数据(脏数据)。