java-多线程深入（二）互斥性和可见性

（一）互斥性

互斥性，即原子性。原子，指最小的物质，具体不可再分性。

CPU运算中，对多线程进行时间片分割执行，一个程序块执行时不可分割，即满足互斥性原子性。

java中保证互斥性的方法：

1.用sychronized锁住程序块，实行互斥

synchronized (lock) {
    a++;
}

2.用Atomic对变量操作实行互斥

public final static AtomicInteger TEST_INTEGER = new AtomicInteger(1);  

    public static void main(String []args) throws InterruptedException {
        final Thread []threads = new Thread[20];
         for(int i = 0 ; i < 20 ; i++) {
             final int num = i;
             threads[i] = new Thread() {
                 public void run() {
                    int now = TEST_INTEGER.incrementAndGet();
                    System.out.println("我是线程：" + num + "，我得到值了，增加后的值为：" + now);
                 }
             };
             threads[i].start();
         }
         for(Thread t : threads) {
             t.join();
         }
         System.out.println("最终运行结果：" + TEST_INTEGER.get());
    }  

TEST_INTEGER在多线程操作中，最终结果不会出现偏差。

JDK的文档中说：“设计原子类主要用作各种块，用于实现非阻塞数据结构和相关基础结构类。compareAndSet()方法不是锁定的常规替换方法。仅当对象的重要更新限于单个变量时才应用它”。

（二）可见性

cpu和内存速度相差过高，引入缓存（cache、寄存器等）；一个线程由线程id、指令计数器PC、寄存器集合和堆栈构成，详见《程序员的自我修养》。

每个线程有自己的工作内存，修改进程主内存的值，都需要拷贝到工作内存修改后，再回写，其他线程可能出现，读取到未回写的脏数据这种情况。

/**
 * 多线程可见性测试
 *
 * @author peter_wang
 * @create-time 2015-1-12 下午3:56:29
 */
public class ThreadVisableDemo {
    private static int a = 0;

    static class GetNumThread
        extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(a);//B1
        }
    }

    static class ChangeNumThread
        extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            a = 1;//A1,A2
        }
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        GetNumThread getNumThread = new GetNumThread();
        ChangeNumThread changeNumThread = new ChangeNumThread();
        changeNumThread.start();//C1
        getNumThread.start();//C2
    }

}

执行结果：输出0或者1

A1读取完数据进行操作，写入到线程A工作内存写缓存中，不一定实时刷新主内存中a的值，B1可能读取到旧数据。

java中保证可见性的方法：

1.用sychronized锁住程序块，实行互斥

static class GetNumThread
        extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ThreadVisableDemo.class) {
                System.out.println(a);// B1
            }
        }
    }

    static class ChangeNumThread
        extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ThreadVisableDemo.class) {
                a = 1;// A1,A2
            }
        }
    }

2.使用volatile，保证变量可见性

private static volatile int a = 0;

3.使用Atomic对变量操作，实现可见性