@TOC# Java并发系列
记录在程序走的每一步___auth:huf
Java并发系列开始写作了； 热门框架系列也会持续更新；
并发系列需要一定的计算机硬件基础； 也需要一定的Java基础； 如果连进程跟线程都不了解的情况下； 不建议直接学习并发；学习需要循环递进；
一张图解释 并发与并行
我们知道了什么是并发； 那么我们就开始说一下并发的特性；
创建一个Demo 复制黏贴即可使用
package com.huf;
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class ThreadTest {
//使用包装类型 Integer 可以保证其可见性 因为里面用了 final
private Integer count = 0;
// 关键字上加 volatile 可以保证其可见性
private Boolean flag = true;
public void refresh() {
flag = false;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改flag:"+flag);
}
public void load() {
while (flag){
count++;
//ThreadTest.getUnsafe().storeFence();//storeFence 可以保证其可见性
//synchronized(this){}//可以 保证其可见性
//Thread.yield();//上下文切换 可以保证其可见性
//System.out.print("");//很神奇吧？ print可以保证可见性
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跳出循环："+count);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadTest t = new ThreadTest();
new Thread(()->t.load(), "threadA").start();
Thread.sleep(1000);
new Thread(()->t.refresh(),"threadb").start();
}
public static Unsafe getUnsafe(){
try {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
return (Unsafe) field.get(null);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
并发有三大特性 ：
我个人是这么理解的 （并发的三大问题）【有序性】【可见性】【原子性】 本章节主要讲解线程可见性
什么是可见性？
当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够看到修改的值。Java 内存模型是通过在变量 修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介 的方法来实现可见性的。
我们先讲下内存模型 加深理解一下可见性
JMM 内存模型什么是JMM ：Java虚拟机规范中定义了Java内存模型（Java Memory Model，JMM），用于屏蔽掉各 种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的并发效 果，JMM规范了Java虚拟机与计算机内存是如何协同工作的：规定了一个线程如何和何时可 以看到由其他线程修改过后的共享变量的值，以及在必须时如何同步的访问共享变量。JMM 描述的是一种抽象的概念，一组规则，通过这组规则控制程序中各个变量在共享数据区域和私 有数据区域的访问方式，JMM是围绕原子性、有序性、可见性展开的。
我把上面那个程序demo做成图；
我们基于上面那个图 的顺序：
主要场景： 我们主线程 开启《线程一》执行 load() 那么 while (flag) 就会一直循环； 《线程一》会一直从本地内存中读取flag 此时我们开启 《线程二》再执行refresh() ，改变了变量flag 变量flag刷进去主内存 ...(后面有很多种场景)
第一个种情况：我们什么都不做, 那么《线程一》就会一直执行下去； 因为两条线程是互不干预的； 《线程一》 一直从自己的本地内存里面读取flag 即使《线程二》改变了flag的值 并且刷新到了主内存中。 《线程一》也是看不见的； 这种情况叫做---》 不可见;
（我们主要是为了解决这个问题; 以下是解决方案）
我们主要要把本地内存 的数据 让它被淘汰 或者 让 线程在本地内存中读取不到数据；
那么就可以保证数据的一致性；
把int 变成 Integer
我们点开源码 即可发现；
final 保证其可见性，一下是执行结果：
变量上加上关键字 volatile
volatile为什么会保证其可见性？ 注 : volatile还有其他作用；在其他文章还会继续阐述
volatile:
在汇编成层面上：
volatile在内部实际上使用lock前缀指令；【lock指令不是内存屏障；但是可以达到内存屏障的效果；】
注 : volatile还有其他作用； 在其他文章还会继续阐述 volatile; 实际上在不同层面上volatile 有不同的解释；
在JVM层面上：
volatile 实际上是通过 storeload 调起了Fence() 内存屏障
我们既然知道了 storeload 那么 他们方法一共有四种
也比较有趣 ： storestore,storeload,loadload,loadstore
- 在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障
- 在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障
- 在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障
- 在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障
使用storeFence
storeFence：调起内存屏障 直接让本地内存失效；
使用 synchronized
synchronized ：
底层实际上也是调用storeFence 拉起内存屏障去保证变量的可见性
Thread.yield()
Thread.yield():
上下文切换 以下图为例 我们cpu进行切换的时候 会把当前线程的所有状态进行保存； 包括当前运行到第几行代码等等； 这样下次可以直接到CPU切换回来的时候 回去总线找 上次执行的线程上下文数据地址；然后去内存地址中把数据load回来 然后继续往下执行；
Registers： 就是寄存器
Cache: 当前CPU缓存
ALU： 算法执行器（可以支持多个种基本算术和按位逻辑函数）
这里总结一句话：一旦当前线程 上下文切换了 下一次 我们demo的 flag 就会从内存中读取； 这样就可以保证有序性
题外话： 我们的print 实际上就是内部 用了synchronized 保证了线程的可见性；
我们总结一波； 总结
如何保证多线程的可见性：
1：使用 volatile
2: synchronized关键字
3：使用storeFence;
4: Thread.yield()
… (有非常多的方式)
往底层再次总结：
1. JVM 的storeFence 内存屏障 2.cpu的上下文切换 Thread.yield()Seeyou
