一文读懂JAVA多线程 (2)

前边说的都是和内存有关的内容,其实多线程有关系的还有指令重排序,指令重排序也会造成在多线程访问下结束和想的不一样的情况。大段的介绍就不写了要不篇幅太长了(JVM那里书里边有)。主要就是在CPU执行指令的时候会进行执行顺序的优化。画个图看一下吧。

具体理论后文再写先来点干货,直接上代码,一看就明白。

public class HappendBeforeTest { int a = 0; int b = 0; public static void main(String[] args) { HappendBeforeTest test = new HappendBeforeTest(); Thread threada = new Thread() { @Override public void run() { test.a = 1; System.out.println("b=" + test.b); } }; Thread threadb = new Thread() { @Override public void run() { test.b = 1; System.out.println("a=" + test.a); } }; threada.start(); threadb.start(); } }

猜猜有可能输出什么?多选

A:a=0,b=1 B:a=1,b=0 C:a=0,b=0 D:a=1,b=1

上边这段代码不太好调,然后我稍微改造了一下。

public class HappendBeforeTest { static int a = 0; static int b = 0; static int x = 0; static int y = 0; public static void shortWait(long interval) { long start = System.nanoTime(); long end; do { end = System.nanoTime(); } while (start + interval >= end); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (; ; ) { Thread threada = new Thread() { @Override public void run() { a = 1; x = b; } }; Thread threadb = new Thread() { @Override public void run() { b = 1; y = a; } }; Thread starta = new Thread() { @Override public void run() { // 由于线程threada先启动 //下面这句话让它等一等线程startb shortWait(100); threada.start(); } }; Thread startb = new Thread() { @Override public void run() { threadb.start(); } }; starta.start(); startb.start(); starta.join(); startb.join(); threada.join(); threadb.join(); a = 0; b = 0; System.out.print("x=" + x); System.out.print("y=" + y); if (x == 0 && y == 0) { break; } x = 0; y = 0; System.out.println(); } } }

这段代码,a和b初始值为0,然后两个线程同时启动分别设置a=1,x=b和b=1,y=a。这个代码里边的starta和startb线程完全是为了让threada 和threadb 两个线程尽量同时启动而加的,里边只是分别调用了threada 和threadb 两个线程。然后无限循环只要x和y 不同时等于0就初始化所有值继续循环,直到x和y都是0的时候break。你猜猜会不会break。

结果看截图

一文读懂JAVA多线程

因为我没有记录循环次数,不知道循环了几次,然后触发了条件break了。从代码上看,在输出A之前必然会把B设置成1,在输出B之前必然会把A设置为1。那为什么会出现同时是零的情况呢。这就很有可能是指令被重排序了。

指令重排序简单了说是就两行以上不相干的代码在执行的时候有可能先执行的不是第一条。也就是执行顺序会被优化。

如何判断你写的代码执行顺序会不会被优化,要看代码之间有没有Happens-before关系。Happens-before就是不无需任何干涉就可以保证有有序执行,由于篇幅限制Happens-before就不在这里多做介绍。

下面简单介绍一下java里边的一个关键字volatile。volatile简单来说就是来解决重排序问题的。对一个volatile变量的写,一定happen-before后续对它的读。也就是你在写代码的时候不希望你的代码被重排序就使用volatile关键字。volatile还解决了内存可见性问题,在执行执行的时候一共有8条指令lock(锁定)、read(读取)、load(载入)、use(使用)、assign(赋值)、store(存储)、write(写入)、unlock(解锁)(篇幅限制具体指令内容自行查询,看下图大概有个了解)。

一文读懂JAVA多线程

volatile主要是对其中4条指令做了处理。如下图

一文读懂JAVA多线程

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