Java 并发与多线程规范(3)happen before和volatile总结,ArrayList和CopyOnyWriteList的区别
来源:互联网 发布:java方法高并发 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 08:43
关于happen before
happen-before是JAVA内存模型中定义的两项操作之间的偏序关系,如果操作A先行发生于操作B,则发生操作B之前,操作A产生的影响都能被操作B观察到。这个原则是判断线程是否安全的重要依据。
下面是几条happen-before规则
1.在一个单独的线程,按照程序代码的执行顺序,先执行的操作happen-before后执行的操作。
2.锁:一个unlock操作happen-before后面对同一个锁的lock操作。
3**volatile:对于一个变量的的写操作happen-before后面对该变量的读操作**。
volatile的语义
volatile 的语义是memory barrier
volatile保持线程之间的可见性,但是i++操作不具备原子性。
可以参考一下Java 内存模型。线程在启动后,读取内存Heap 值复制到自己的工作缓存,比如寄存器、N级缓存等。寄存器、N级缓存在CPU,如果需要其他线程感知的话,需要同步是主存中,如果其他线程看到变量是volatile的话,回去主存加载。
Heap 就存放在主存中,也就是内存中。volatile 实际上是强制线程去主存中读取Heap的信息。所以保证了可见性,无法保证原子性和顺序性。
例子:double-checking-lock
public class SingleTon { private static volatile SingleTon instance = null; private SingleTon(){} public static SingleTon getInstance(){ if(instance == null){ synchronized (SingleTon.class) { if(instance == null){ instance = new SingleTon(); } } } return instance; }}
如果去掉volatile可能会没有初始化
①分配对象内存
②初始化对象
③设置instance指向刚产生的实例的内存地址
如果没有volatile②③可能发生重排序
ArrayList和CopyOnyWriteList的区别之volatile
我们看一下ArrayList和CopyOnyWriteList的区别
ArrayList
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); }
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
ConpyOnWriteList
/** The array, accessed only via getArray/setArray. */ private transient volatile Object[] array;
public E get(int index) { return get(getArray(), index); }
public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e; setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } }
使用了transient后如何序列化一个ArrayList?
先写入列表大小再挨个写入序列化的元素, API中代码如下:
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{ // Write out element count, and any hidden stuff int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject(); // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone() s.writeInt(size); // Write out all elements in the proper order. for (int i=0; i<size; i++) { s.writeObject(elementData[i]); } if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } }
CopyOnWriteArray数组使用了volatile
保持了线程之间的可见性,然而volatile 仅作用域变量,如果是数组的话,需要再次操作。
我们看到 CopyOnWriteArray的Add方法是复制并扩容一个数组,赋值后令原数组的引用指向新数组。
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