Java多線程并發(fā)鎖和原子操作,你了解多少

對于Java多線程,接觸最多的莫過于使用synchronized,這個簡單易懂,但是這synchronized并非性能最優(yōu)的。今天我就簡單介紹一下幾種鎖。可能我下面講的時候其實很多東西不會特別深刻,最好的方式是自己做實驗,把各種場景在代碼中實驗一下,這樣發(fā)發(fā)現(xiàn)很多細(xì)節(jié)。
Volatile
作為Java中的輕量級鎖,當(dāng)多線程中一個線程操作后可以保證其他線程可見,也就是書上所說的“可見性”,另外一個就是“重排序”。所謂重排序指的是JVM對指令的優(yōu)化。很多人可能在實際實驗中發(fā)現(xiàn)好像不是如此,最后的例子我也會說明這一點。
synchronized
這個作為Java中“重量級”的線程安全機(jī)制被大家所熟知,這個就不在這里做解釋了。
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
java.util.concurrent.中是JDK1.5中出的對于一些并發(fā)操作的類庫,其中包括很多同學(xué)很喜歡的原子類,比如說AtomicInteger。它里面原理就是一個CAS,這里就不做過多的闡述,有興趣的可以看看源碼。
好,說一下ReentrantLock,這個鎖主要是能顯示的添加鎖和釋放鎖,好處是更加靈活,能夠更加準(zhǔn)確的控制鎖,也能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定,比如說“重連”。后面代碼會有使用到。
實際場景
上面介紹完了幾種鎖,下面用具體的代碼來看看幾種鎖的實際用法,以及各種表現(xiàn)形式。代碼有點長,這里最好自己實驗一下,然后看看結(jié)果,并思考這個結(jié)果。
輸出結(jié)果:
i>>>>>381890
vi>>>>>353610
ai>>>>>400000
si>>>>>392718
ri>>>>>392658
從上面的輸出結(jié)果來看真是讓人大感意外:只有原子操作AtomicInteger的結(jié)果保證了多線程的安全性,而其他不管是用輕量級的volatile還是重量級的synchronized都沒有達(dá)到我們想要的效果。這也讓我產(chǎn)生了大在的懷疑。難道問題真的這么蹊蹺?
從這里不難看出除了AtomicInteger用的是其自己的方法而其他都是用到了Java的語法糖++操作。而這讓我想起了++操作并非原子操作,而可能在其中間操作導(dǎo)致了其他線程對其他進(jìn)行了修改,雖然同樣的問題我在《ThinkinJava》中也找到可以佐證的例子。這里有一個問題就是synchronized:因為我對si已經(jīng)加了synchronized操作,但是輸出的結(jié)果令人意外,難道還會有問題?這讓我想把這段代碼編譯成字節(jié)碼的沖動。好吧,下面看字節(jié)碼(這里我單獨把synchronized這一段操作抽出來,作為分析,其他幾個就算了,不然編譯后的字節(jié)碼有點多)
為了方便看,先貼出源代碼
下面是字節(jié)碼,為了節(jié)省篇幅,一些不重要的部分我將不貼出
從這里一看從monitorenter進(jìn)入安全區(qū)到monitorexit出安全區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)si是處于中間狀態(tài)的,那又是在哪出的問題呢?這里簡單說一下,歸根結(jié)底仍然是(++)操作非原子操作,可是很多人疑惑了,這里不是加鎖了嗎?廢話不多說,在我的深入探析Java線程鎖機(jī)制有一個比較詳細(xì)的分析。