Java多线程--对象的可见性

haoming1100

发布于 2018-10-10 10:09:17

7560

发布于 2018-10-10 10:09:17

　　最近在看《Java并发编程实战》，并发方面的知识，今天看到了对象的可见性，在这里分享一下。

　　在单线程环境中，如果向某个变量写入值(比如全局变量)，在没有其他操作写入的情况下，总是能得到想要的值（因为在单线程环境中是线程安全的）。但是如果在多线程环境中，这个情况就会被打破。因为我们在执行某一线程的读操作的时候，其实并不知道是否有其他线程正在进行写操作，所以我们上面说到的可见性就在这里展开命题，我读操作的时候要知道另一个线程在写操作，这就是线程的安全性。其中书中提到了一点，

public class Main {
    private static boolean ready;
    private static int number;
    private static class ReaderThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (!ready) {
                Thread.yield();
            }
            System.out.println(number);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new ReaderThread().start();
        //new ReaderThread().start();
        number = 42;
        ready = true;
    }
}

这段代码我跑了好多次，虽然输出的是42，但是其实应该符合书中之前说的偶然性，虽然结果是对的，但是我们的这段程序不一定是对的，也就是说最后的结果不一定永远都是42.这里就提到了一个概念，叫做重排序，就是Jvm为了充分的去利用现代CPU的多核处理的强大性能，对指令进行重新排序的一种操作，因此我们也叫它指令重排序。

　　这里我们要注意重排序的概念，重排序并不单单是重新排序这个单一概念，而是分位编译时重排序和运行时重排序。我们来举例编译时重排序

　　比如 int x = 1；

　　　　int y = 2;

　　　　x = x + 1;

　　这里其实就进行了一次优化，y= 2 并不一定会在x+1前，（至于其中寄存器的读取，性能优化请各位自行查找）

　　因此。我们了解到了重排序的概念，因此我们看到的结果其实和输出的结果是完全相反的，因为我们的想的是输出0，然后给number赋值42.

　　在没有同步介入的情况下，我们完全无法得到我们想要的值。

　　而且如果有一个读线程的操作的时候，我们给number赋值了42，但是它可能得到的仍然是0这个失效值，这里只是int类型的读取错误，如果我们在要求很严的环境中，读到一个失效的引用对象，这个对象的后续操作不可操作，造成的影响会特别大的。

public class Main {
    private int value;

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(int value) {
        this.value = value;
    }
}

　　大家看上面的这个代码，Main类不是线程安全的。因为set和get没有加同步，正如我们上面说到的一样，可能得到的结果和我们想要的差距很大，因此这里也不是线程安全的，如果想要线程安全，就要在方法上面加同步锁。

　　上面说到了重排序，就不得不说Volatile 关键字了，加上这个关键字后，就表明修饰的变量是共享的，告诉编译器不要把这个变量与其他内存操作一起进行重排序，因此读取Volatile的变量时，读取到的值总会是写入的值。

　　注意访问Volatile 并不会加锁，因此也就不会阻塞了，虽然性能上比Synchronized轻量级，但是牺牲了可见性，具体的不同我们在下一篇进行讲解。

　　而且Volatile 并不足以保证比如 i++这类递增操作的安全性，而是常用来表示某个操作完成或者是结束的状态标识符。

　　加锁机制可以确保可见性和原子性。而Volatile 只确保可见性。

　　当满足下面情况才使用Volatile ：