多线程系列文章目录

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🚀🚀🚀 新的知识开始喽🚀🚀🚀

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0.常见的线程不安全的原因

上篇文章线程不安全的原因1已经详细的讲解了线程不安全的原因之一就是没有上锁,这篇文章继续讲解剩下的常见的导致多线程不安全的原因:
1.操作系统的随机抢占式调度
2.多个线程同时修改同一个变量(这个如果是业务逻辑的需要,就无法避免,只能根据剩下的几个原因来保证多线程修改同个变量是线程安全的)
3.操作语句不是原子的
4.编译器优化带来的内存可见性问题
5.编译器优化带来的指令重排序的问题

2.操作系统的随机抢占式调度

这是多线程不安全的万恶之源,操作系统对于多个线程的调度顺序是随机的,没有固定的顺序,当程序运行起来之后每个线程都去抢占式去占用cpu,而线程的执行顺序在很多业务逻辑里是非常重要的,因此为了缓解这个问题,java的标准库里提供了wait和notify两个方法.
wait是Object类里的方法,所以任何对象都能调用这个方法,wait方法的作用是让调用这个方法的线程进入阻塞状态.

常用的是wait不带参数的方法和带有一个时间参数的方法:

notify是和wait配套使用的,notify能将线程里由于wait导致线程阻塞的线程给唤醒:

wait和notify的使用要注意:

看代码:

public class demo1 {public static void main(String[] args) {Object object = new Object();Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run() {synchronized (object){System.out.println("wait前的业务逻辑");try {object.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("wait后的逻辑");}}};Thread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {synchronized (object){System.out.println("notify之前的逻辑");object.notify();System.out.println("notify之后的逻辑");}}};t.start();t1.start();}
}

运行结果:

wait和notify的更多使用案例请看我的文章多线程案例2:阻塞队列的模拟实现,

3.操作语句不是原子的

就是要加锁,上篇文章讲的非常详细线程不安全的原因1:synchronized

4.编译器优化所带来的内存可见性问题

先看这个代码:

class Count{public int count = 0;
}
public class demo1 {public static void main(String[] args) {Count count = new Count();Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run() {while (count.count == 0){}System.out.println("t线程结束");}};t.start();Thread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {System.out.println("请输入数字:");Scanner scanner = new Scanner(System.in);count.count = scanner.nextInt();}};t1.start();}}

运行结果:

因此要解决这个潜在的问题,可以使用关键字volatile,用volatile修饰count,就可以阻止编译器只访问一次内存,保证load每次都是从内存上读取数据:

class Count{volatile public int count = 0;
}
public class demo1 {public static void main(String[] args) {Count count = new Count();Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run() {while (count.count == 0){}System.out.println("t线程结束");}};t.start();Thread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {System.out.println("请输入数字:");Scanner scanner = new Scanner(System.in);count.count = scanner.nextInt();}};t1.start();}}

运行结果:

如果让while不转那么快,编译器就不会触发优化:

class Count{public int count = 0;
}
public class demo1 {public static void main(String[] args) {Count count = new Count();Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run() {while (count.count == 0){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t线程结束");}};t.start();Thread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {System.out.println("请输入数字:");Scanner scanner = new Scanner(System.in);count.count = scanner.nextInt();}};t1.start();}}

运行结果:

或者可以让其他线程快速修改变量,使while循环里第一次load就能及时获取到已经更新好的count的数值:

 class Count0{public int count = 0;
}
public class demo2 {public static void main(String[] args) {Count0 count = new Count0();Thread t = new Thread() {@Overridepublic void run() {while (count.count == 0) {}System.out.println("t线程结束");}};t.start();Thread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {count.count = 1;}};t1.start();}}

内存可见性问题对应JMM模型(Java Memory Model).
volatile防止编译器进行内存可见性的优化,避免直接从CPU寄存器上读取数据,保证每次都是从内存上读取数据.
站在JMM模型来看待volatile:
正常的程序运行时,会把主内存(内存)的数据先加载到工作内存(CPU的寄存器/缓存区)中,在进行计算处理.
编译器优化可能导致不是每次都读取主内存,而是直接读取工作内存中的缓存数据,因此就可能到导致内存可见性的问题,volatile的效果就是保证每次都是从主内存里读取数据.

5.编译器优化带来的指令重排序的问题

这在我的文章多线程案例1:单例模式的第四点里有详细讲解:

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🌏🌏🌏今天的你看懂这里又学到了很多东西吧🌏🌏🌏

🌔 🌔 🌔下次见喽🌔 🌔 🌔