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java多執行緒之多執行緒的三大特性

多執行緒的三大特性:原子性、可見性、有序性
1.什麼是原子性
即一個操作或者多個操作 要麼全部執行並且執行的過程不會被任何因素打斷,要麼就都不執行。
一個很經典的例子就是銀行賬戶轉賬問題:
比如從賬戶A向賬戶B轉1000元,那麼必然包括2個操作:從賬戶A減去1000元,往賬戶B加上1000元。這2個操作必須要具備原子性才能保證不出現一些意外的問題。
我們操作資料也是如此,比如i = i+1;其中就包括,讀取i的值,計算i,寫入i。這行程式碼在Java中是不具備原子性的,則多執行緒執行肯定會出問題,所以也需要我們使用同步和lock這些東西來確保這個特性了。
原子性其實就是保證資料一致、執行緒安全一部分,
2.什麼是可見性


當多個執行緒訪問同一個變數時,一個執行緒修改了這個變數的值,其他執行緒能夠立即看得到修改的值。
若兩個執行緒在不同的cpu,那麼執行緒1改變了i的值還沒重新整理到主存,執行緒2又使用了i,那麼這個i值肯定還是之前的,執行緒1對變數的修改執行緒沒看到這就是可見性問題。 使用volatile修飾全域性變數達到可見性。
用法如下,我們先看一下下面這段程式碼:

package com.java.thread;

/**
 * @Author:Mr.Liu
 * @Description:
 * @Date:Created in 10:06 2017/12/6
 * @Modified By:
 */
public
class ThreadVolatile { public static void main(String[] args) { Res res = new Res(); new Thread(res,"No.1").start(); try { Thread.sleep(2000);//做一些其他事情 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } res.setFlag(true); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已經停止執行"
); } } class Res implements Runnable{ public boolean flag = false; public boolean isFlag() { return flag; } public void setFlag(boolean flag) { this.flag = flag; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的flag已經設定為:"+this.isFlag()); } @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行"); while (true){ if(flag){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"停止執行"); Thread.currentThread().stop(); } } } }

執行上述程式碼結果如圖所示:
為什麼主執行緒已經修改了共享的Res物件中的flag值但是No.1執行緒沒有結束呢?
因為這裡存在兩個執行緒一個是No.1執行緒,還有一個是main主執行緒,這兩個執行緒執行的時候都會在自己的本地記憶體中操作flag副本的值,但是兩個執行緒之間是不可見的,當其中一個執行緒修改了本地記憶體中的flag的時候,並沒有將這個falg的最新值更新到主記憶體的flag上,也就是主執行緒修改了flag對No.1執行緒是不可見的,因此,No.1執行緒不會結束。下面我們對程式碼做一個小小的修改:
這裡寫圖片描述
再次執行更改後的程式碼,結果如下:
這裡寫圖片描述
可以看到程式已經全部結束運行了。使用Volatile關鍵字將解決執行緒之間可見性, 強制執行緒每次讀取該值的時候都去“主記憶體”中取值

3.什麼是有序性
程式執行的順序按照程式碼的先後順序執行。
一般來說處理器為了提高程式執行效率,可能會對輸入程式碼進行優化,它不保證程式中各個語句的執行先後順序同程式碼中的順序一致,但是它會保證程式最終執行結果和程式碼順序執行的結果是一致的。如下:
int a = 10; //語句1
int r = 2; //語句2
a = a + 3; //語句3
r = a*a; //語句4
則因為重排序,他還可能執行順序為 2-1-3-4,1-3-2-4
但絕不可能 2-1-4-3,因為這打破了依賴關係。
顯然重排序對單執行緒執行是不會有任何問題,而多執行緒就不一定了,所以我們在多執行緒程式設計時就得考慮這個問題了。