整理自炼数成金
源码连接：
1.线程安全是什么：
指某个函数、函数库在多线程环境中被调用时，能够正确地处理各个线程的局部变量，使程序功 能正确完成。
2.内存模型
– 每一个线程有一个工作内存和主存独立
– 工作内存存放主存中变量的值的拷贝
当数据从主内存复制到工作存储时，必须出现两个动作：第一，由主内存执行的读（read）操作；第二，由工作内存执行的相应的load操作；当数据从工作内存拷贝到主内存时，也出现两个操作：第一个，由工作内存执行的存储（store）操作；第二，由主内存执行的相应的写（write）操作。
对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他变量中
如果需要在其他线程中立即可见，需要使用 volatile 关键字
3.由于内存模型而引出线程安全的一些特性：
– 原子性
原子性是指一个操作是不可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就 不会被其它线程干扰。而且CPU执行指令是一条一条的，所以在应用里同时对一个对象进行读写，都不会影响一致性。
– 可见性
一个线程修改了变量，其他线程可以立即知道。
– 保证可见性的方法
– volatile
– synchronized （unlock之前，写变量值回主存）
– final(一旦初始化完成，其他线程就可见)
– 有序性
在本线程内，操作都是有序的
在线程外观察，操作都是无序的。（指令重排 或 主内存同步延时）
指令重排
– 指令重排是JVM对字节码执行的一个优化
– 一条指令的执行是可以分为很多步骤的
– 取指 IF
– 译码和取寄存器操作数 ID
– 执行或者有效地址计算 EX
– 存储器访问 MEM
– 写回 WB
该语句需要9步才可以执行完，
我们看下以下语句的指令正常的执行步骤
a=b+c
d=e-f
从该图可以看出，这2条语句需要执行14步
我们再看下通过指令重排的执行步骤
从该图可以看出，重排后只需要12步就可以执行完
– 指令重排的好处
可以使流水线更加顺畅
减轻处理压力，加快处理时间
– 线程内串行语义
• 写后读 a = 1;b = a; 写一个变量之后，再读这个位置。
• 写后写 a = 1;a = 2; 写一个变量之后，再写这个变量。
• 读后写 a = b;b = 1; 读一个变量之后，再写这个变量。
• 以上语句不可重排
• 编译器不考虑多线程间的语义
• 可重排： a=1;b=2;
–破坏线程间的有序性
[java]
view plain
copy
- class OrderExample {
- int a = 0;
- boolean flag = false;
- public void writer() {
- a = 1;
- flag = true;
- }
- public void reader() {
- if (flag) {
- int i = a +1;
- ……
- }
- }
- }
线程A首先执行writer()方法
线程B线程接着执行reader()方法
线程B在int i=a+1 是不一定能看到a已经被赋值为1
因为在writer中，两句话顺序可能打乱
–保证有序性的方法
[java]
view plain
copy
- class OrderExample {
- int a = 0;
- boolean flag = false;
- public synchronized void writer() {
- a = 1;
- flag = true;
- }
- public synchronized void reader() {
- if (flag) {
- int i = a +1;
- ……
- }
- }
- }
同步后，即使做了writer重排，因为互斥的缘故，reader 线程看writer线程也是顺序执行的。
–指令重排的基本原则
– 程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性
– volatile规则：volatile变量的写，先发生于读
– 锁规则：解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
– 传递性：A先于B，B先于C 那么A必然先于C
– 线程的start方法先于它的每一个动作
– 线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）
– 线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码
对象的构造函数执行结束先于finalize()方法
