JAVA并发学习之基础概念

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关于java并发编程的相关文章都是阅读了《java并发编程实战》之后的读书笔记总结

• 线程安全性

  当多个线程访问某个类时，这个类始终都能表现出正确的行为，即类的行为于其规范完全一致，则这个类是线程安全的。

• 原子性

  对于一个操作，如果其行为是不可分割的（任意时刻，只有一个线程能够执行某一段代码），则称这样的操作是具有原子性的。

• 可见性

  可见性，是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的，它要对付内存缓存和编译器优化的各种反常行为。

  线程之间的共享变量存储在主内存中，每个线程都有一个私有的本地内存，本地内存中存储了该线程以读／写共享变量的副本。（本地内存是jmm的抽象概念）。示意图如下所示

  

• 重排序

  在执行程序时为了提高性能，编译器和处理器往往会对指令进行重排序，其中包括以下三种类型：
  

  • 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，重排语句的执行顺序；
  • 指令级别的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术来将多条指令重叠执行，如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
  • 内存系统的重排序。由于处理器使用了缓存和读／写缓冲区，使得加载和存储操作看上去可能是乱序执行的
    

  关于这一块的内容可以参考 《深入理解java内存模型》 程晓明著

重入

当某个线程请求一个由其他线程所持有的锁时，发出的请求会阻塞。但如果某个线程试图获得一个已经由它自己所持有的锁，那么这个请求就会成功，因为内置锁（每个java对象都可以用作一个实现同步的锁，这些锁被称为内置锁）是可重入的。

线程封闭

当访问共享的可变对象的时候，通常要使用同步，一种避免使用同步的方式就是不共享数据。如果仅在单线程内访问数据，就不需要使用同步。这种技术就被称为线程封闭。

• Ad-hoc线程封闭

  维护线程封闭性的职责完全由程序实现来承担。

• 栈封闭

  在栈封闭中，只能通过局部变量才能访问对象。（使用局部栈封闭的时候，需要防止对象的溢出，即存在一个局部方法内部外的引用指向了局部方法内的对象）

• ThreadLocal类

  ThreadLocal能使线程中的某个值域保存值的对象关联起来，通过提供get与set的接口，为每个使用该变量的线程都存有一份独立的副本。ThreadLocal通常用于防止对可变的单实例变量或全局变量进行共享。

发布对象

使对象能够在当前域之外的对象中使用。对于可变的对象必须通过安全的方式发布。要安全地发布一个对象，对象的引用以及对象的状态必须同时对其他线程可见。通过以下方式可以实现安全发布：

• 在静态初始化函数中初始化一个对象的引用
• 将对象的引用保存到volatile类型的域或者AtomicReference对象中
• 将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中
• 将对象的引用保存到一个由锁保护的域中

总的来说，在并发程序中使用和共享变量时，可以使用以下的策略

• 线程封闭。 线程封闭对象只能由一个线程拥有，对象被封闭在线程中，并且只能由该线程修改

• 只读共享。 在没有额外的同步的情况下，共享的只读对象可以由多个线程并发访问，但任何线程都不修改它。

• 线程安全共享。 线程安全的对象在其内部都实现同步，多个线程可以使用公有的接口进行访问不需要进一步的同步处理

• 保护对象。 被保护的对象只能通过持有特定的锁来访问。

下面附上一张知识的结构汇总图：