併發編程三要素：原子性，有序性，可見性

併發編程三要素

1. **原子性:**一個不可再被分割的顆粒。原子性指的是一個或多個操做要麼所有執行成功要麼所有執行失敗。
2. 有序性: 程序執行的順序按照代碼的前後順序執行。（處理器可能會對指令進行重排序）
3. 可見性: 一個縣城對共享變量的修改,另外一個線程可以馬上看到。

1、原子性

線程切換會帶來原子性的問題

int i = 1; // 原子操做
i++; // 非原子操做，從主內存讀取 i 到線程工做內存，進行 +1，再把 i 寫到主內存。

雖然讀取和寫入都是原子操做，但合起來就不屬於原子操做，咱們又叫這種爲「複合操做」。

咱們能夠用synchronized 或 Lock 來把這個複合操做「變成」原子操做。

例子：

//使用synchronized
private synchronized void increase(){
   i++;
 }
//使用Lock
private int i = 0;
 Lock mLock = new ReentrantLock();
 
 private void increase() {
   mLock.lock();
   try {
     i++;
   } finally{
     mLock.unlock();
   }
 }

這樣咱們就能夠把這個一個方法看作一個總體，一個不可分割的總體。

除此以前，咱們還能夠用java.util.concurrent.atomic裏的原子變量類，能夠確保全部對計數器狀態訪問的操做都是原子的。

例子：

AtomicInteger mAtomicInteger = new AtomicInteger(0);  
  private void increase(){
    mAtomicInteger.incrementAndGet();
  }

2、可見性

緩存致使可見性問題

int v = 0;
// 線程 A 執行
v++; 
// 線程 B 執行
System.out.print("v=" + v);

即便是在執行完線程裏的 i++ 後再執行線程 B，線程 B 的輸入結果也會有 2 個種狀況，一個是 0 和1。

由於 i++ 在線程 A（CPU-1）中作完了運算，並無馬上更新到主內存當中，而線程B（CPU-2）就去主內存當中讀取並打印，此時打印的就是 0。

禁用緩存能保證可見性，volatile關鍵字能夠禁用緩存

synchronized和Lock可以保證可見性。

3、有序性

致使有序性的緣由是編譯優化

咱們都知道處理器爲了擁有更好的運算效率，會自動優化、排序執行咱們寫的代碼，但會確保執行結果不變。

例子：

int a = 0; // 語句 1
int b = 0; // 語句 2
i++; // 語句 3
b++; // 語句 4

這一段代碼的執行順序頗有可能不是按上面的 一、二、三、4 來依次執行，由於 1 和 2 沒有數據依賴，3 和 4 沒有數據依賴， 二、一、四、3 這樣來執行能夠嗎？徹底沒問題，處理器會自動幫咱們排序。

在單線程看來並無什麼問題，但在多線程則很容易出現問題。

再來個例子：

// 線程 1
init();
inited = true;
 
// 線程 2
while(inited){
    work();
}

init(); 與 inited = true; 並無數據的依賴，在單線程看來，若是把兩句的代碼調換好像也不會出現問題。

但此時處於一個多線程的環境，而處理器真的把這兩句代碼從新排序，那問題就出現了，若線程 1 先執行 inited = true; 此時，init() 並無執行，線程 2 就已經開始調用 work() 方法，此時極可能形成一些奔潰或其餘 BUG 的出現。

synchronized和Lock能確保原子性，能讓多線程執行代碼的時候依次按順序執行，天然就具備有序性。

而volatile關鍵字也能夠解決這個問題，volatile 關鍵字能夠保證有序性，讓處理器不會把這行代碼進行優化排序。

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