Java并发(一)

//NotThreadSafe
public class UnsafeCountingFactorizer implement Servlet (
        
        private long count = 0;
        
        public long getCount() { return count; }

        public void service (ServletRequest req, ServletResponse resp) {
                BigInteger i = extractFromRequest(req);
                BigInteger[] factors = factor(i);
                ++count;
                encodeIntoResponse(resp, factors);
        }
}

　　以上类并非线程安全的,尽管在单线程环境能够正确运行,++count操作包含了三个独立操作:读取count的值,值加1,结果赋给count,这是一个"读取--修改--写入"的操作序列,结果状态依赖于上一个状态;

　　不理想状态下,线程A获取了count的值此时为9,同时线程B也获得了count为9的值,但线程A意外被阻塞了一下,线程B已经完成了++count操作,此时count的值已经为10,错误出现了,线程A获得的count是上个状态的count=9,线程A执行完之后,count依然是9,结果与我们预期(count=11)出现了偏差,此时,称此类拥有"竞态条件",但并不总会产生错误,但不幸的是,运行过程中出现了不恰当的时序,引发了引种的数据完整性问题(失效数据).

//ThreadSafe
public class CountingFactorizer implements Servlet {
        private final AtomicLong count = new AtomicLong(0);
        
        public long getCOunt() { return count.get(); }

        public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp){
                BigInteger i = extractFromRequest(req);
                BigInteger[] factors = factor(i);
                count.incrementAndGet();　　//该操作是原子的,调用时会防止其它线程调用;
                encodeIntoResponse(resp, factors);
        }
}

　　2.可以加锁机制(既可以确保原子性,又可以确保可见性):

 　　　　Java提供了一种内置锁（监听器锁）机制来支持原子性：同步代码块（Synchronized Block）:线程在进入同步代码块之前会自动获得锁，并且在推出同步代码块时自动释放锁；

　　　　内置锁：相当于一种互斥锁，意味着最多只能有一个线程能够持有这种锁，故每次只能有一个线程可以执行内置锁保护的代码块，并且内置锁时可重入的；

　　　　这里不得不提”重入“：意味着获取锁的操作的粒度是”线程“，而不是”调用“，即可重入的锁可由一个线程多次调用，若一个内置锁不可重入，则会有死锁的风险。下面是一个例子来说明"可重入":

public class Widget {
    public synchronized void doSomething(){
        //TODO
    }
    
    public class LoggingWidget extends Widget {
        public synchronized void doSomething(){
                super.doSomething();
        }
    }
}

　　　　如果内置锁不是可重入的,那么执行到super.doSomething()时,doSomething()已经被锁住,LoggingWidget中的doSomething()已经无法获得父类中doSomething()的锁,因此进入了无限的等待(死锁);

　　　　如果内置锁时可重入的,那么线程可以多次获得doSomething()的锁,就不会发生死锁.

 　　　　当然,并非所有数据都需要锁的保护,只有被多个线程同事访问的可变数据才需要锁的保护;

　　3.Volatile变量(比锁机制更加轻量,确保了可见性又避免了重排序)

　　　　volatile变量是Java提供的一种稍弱的同步机制,当把变量声明为volatile类型后,编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的,因此不会将该变量上的操作与其它内存操作进行重排序(reorder),读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值

　　　　重排序是什么?

　　　　　　在执行程序时为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序会遵守数据的依赖性，编译器和处理器不会改变存在数据依赖关系的两个操作的执行顺序。

int a = 0; int b = 0；

　　　　　　翻译成机器指令后并不能保证a = 0操作在b = 0操作之前;

　　　　　　因为编译器、处理器会对指令进行重排序，通常而言，Java源程序变成最后的机器执行指令会经过重排序。

　　　　何时使用volatile?(参考博文的结尾处:https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html)

　　　　　　状态标记量;

　　　　　　double check;

　　　　　　例如

volatile boolean asleep = false;

...
    while (!asleep) {
        countSheep();
...

　　　　asleep必须被volatile修饰,变量asleep才能相对各个线程可见,否则进入循环的线程将会将无限循环下去.