并發編程三大特性:原子性，可見性，有序性

1.什么是原子性？

原子性是指在一個操作中，所有的子操作都是一個整體，要么同時全部執行，要么同時不執行，且在執行過程中，不能被掛起，直到執行完。可能這樣解釋很懵，那么看下面例子就全明白了。

int等不大于32位的基本類型的操作都是具有原子性，對于long和double變量，把它們作為2個原子性的32位值來對待，而不是一個原子性的64位值， 這樣將一個long型的值保存到內存的時候，可能是2次32位的寫操作， 2個競爭線程想寫不同的值到內存的時候，可能導致內存中的值是不正確的結果。

nt i=1，這是原子操作;

double i=1 這不是一個，因為double是64位數據類型。

x=y也不是原子操作，因為執行這個操作需要三步，要先從內存中拿取y的值，然后對x值進行修改，然后把x的值寫回內存中。

2.可見性

可見性就是指當一個線程修改了線程共享變量的值，其它線程能夠立即得知這個修改。

講可見性，就必須先了解JMM模型(java內存模型),在JMM中，主存中有A=2，子線程復制一份副本放在自己的工作內存中，如果要對A進行操作修改，那么要先修改自己工作內存的A，然后再將數據同步到主存中。

3.有序性?

指令重排是指在程序執行過程中,為了提高性能, 編譯器和CPU可能會對指令進行重新排序，在單線程中這完全沒問題，還能提高性能，而在多線程中卻有很多問題，會出現重排后結果不一致問題。為了解決這一問題就會防止指令重排，采用內存屏障來確保指令不會被重排序，下面是內存屏障的原理，了解即可。?

?那么java是通過什么來預防三大特性所帶來的問題的呢?

原子性

當我們執行以下操作時，創建10個線程，每個線程循環10000此次，每次循環對value+1，按照如此邏輯，打印結果應該時100000，而運行以下代碼，每次結果都會不一樣，因為他不能保證原子性，當線程1對value進行加1操作，還沒回寫主存中，時間片就輪轉到線程2對value進行加1操作，但是線程2對數據進行了回寫主存，那么此時主存的value的值為1，再次時間片輪轉到線程1，而線程1就差數據回寫沒完成，那么執行回寫操作，將value的值又改為了1，此時線程1修改的值被更新丟失(類似數據庫的丟失更新)。

public class DefaultTest {private static int value = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//創建10個線程for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(() -> {//每個線程對value加10000for (int j = 0; j < 10000; j++) {value++;}}).start();}Thread.sleep(2000);;System.out.println(value);} }

java為了解決上面并發帶來的問題引入了java.util.concurrent.atomic包，此包下的所有類都是線程安全的，保證了原子性。以下用AtomicInteger來替代int

public class AtomicIntegerTest {private static AtomicInteger value = new AtomicInteger(0);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 10000; j++) {value.addAndGet(1);}}).start();}Thread.sleep(2000);System.out.println(value);} }

也可以用synchronized來保證原子性，可見性，有序性，這是重量級鎖。對于不同情況采用不同應對方式，這里就不講synchronized了。

可見性

當我們執行以下代碼，創建兩個線程，線程t1將線程t2的stop改為true，按照邏輯，此時線程t2應該會退出循環，然而并沒有這樣子。因為線程t1對線程t2的值進行修改后，線程t2時沒有感知到，這就是數據不可見問題，那么java對這種問題，引入了volatile關鍵字。

public class u_volatile {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Task task = new Task();Thread t1 = new Thread(task, "線程t1");Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(1000);System.out.println("開始通知線程停止");task.stop = true;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t1.start();t2.start();Thread.sleep(1000);} }class Task implements Runnable {boolean stop = false;//屬性int i = 0;@Overridepublic void run() {long s = System.currentTimeMillis();while (!stop) {i++;}System.out.println("線程退出" + (System.currentTimeMillis() - s));} }

volatile關鍵字只能修改全局變量，對屬性stop加入volatile修飾，就能保住可見性了

public class u_volatile {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Task task = new Task();Thread t1 = new Thread(task, "線程t1");Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(1000);System.out.println("開始通知線程停止");task.stop = true;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t1.start();t2.start();Thread.sleep(1000);} }class Task implements Runnable {volatile boolean stop = false;//屬性int i = 0;@Overridepublic void run() {long s = System.currentTimeMillis();while (!stop) {i++;}System.out.println("線程退出" + (System.currentTimeMillis() - s));} }

總結?

在java中通過atomic來保證原子性；volatile保證可見性、禁止指令重排，但是不保證原子性；synchronized保證了有序，可見，原子性，volatile不會造成線程阻塞，synchronized可能會造成線程的阻塞，所以后面才有鎖優化和無鎖編程。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的并发编程三大特性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。