并发之三概念

多线程访问并修改临界资源（共享变量），变量值往往不会是我们期待的那样。

看下demo:

import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Date;

@Service
public class ProductService {
    public static Integer productId = 0;

    public void invoke1() {
        //synchronized (this.productId) {
            productId ++;

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Thread t = Thread.currentThread();
            System.out.println(t.getName()+">>>productId:" + productId + " time:" + new Date());
        //}
    }
}

import com.paic.phssp.springtest.redisson.ProductService;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RedissonTest {

    @Resource
    private ProductService productService;

    @Test
    public void testnvoke1(){
        ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(5);
        System.out.println("--------->>>>>>>");

        for(int i = 0;i < 1000;i++){
            executorService.submit(()->{productService.invoke1();});
        }

        try {
            Thread.sleep(50000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end >>>"+productService.productId);
    }
}

在我们看来，productId应该最终为1000，如果注释掉同步块，运行的结果不一定为1000。

....

pool-3-thread-1>>>productId:987 time:Mon Mar 18 12:29:11 CST 2019
pool-3-thread-2>>>productId:992 time:Mon Mar 18 12:29:12 CST 2019
pool-3-thread-3>>>productId:992 time:Mon Mar 18 12:29:12 CST 2019
pool-3-thread-1>>>productId:992 time:Mon Mar 18 12:29:12 CST 2019
pool-3-thread-4>>>productId:992 time:Mon Mar 18 12:29:12 CST 2019
pool-3-thread-5>>>productId:992 time:Mon Mar 18 12:29:12 CST 2019
end >>>992

如果加上同步块或者加锁呢？

....

pool-3-thread-5>>>productId:1000 time:Mon Mar 18 12:32:31 CST 2019
pool-3-thread-4>>>productId:1000 time:Mon Mar 18 12:32:31 CST 2019
pool-3-thread-3>>>productId:1000 time:Mon Mar 18 12:32:31 CST 2019
end >>>1000

这里要了解并发编程的几个概念：原子性，有序性，可见性

转载内容，见谅比较懒：

原子性：

即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。

eg:一个转账操作A向B转账100元，包含两个操作：A-100,B+100，试想，如果A-100突然中止，而B傻傻没收到钱。

可见性：

是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

eg:

//线程1执行的代码
int i = 0;
i = 10;
 
//线程2执行的代码
j = i;

由上面的分析可知，当线程1执行 i =10这句时，会先把i的初始值加载到工作内存中，然后赋值为10，那么在线程1的工作内存当中i的值变为10了，却没有立即写入到主存当中。

此时线程2执行 j = i，它会先去主存读取i的值并加载到线程2的工作内存当中，注意此时内存当中i的值还是0，那么就会使得j的值为0，而不是10.

这就是可见性问题，线程1对变量i修改了之后，线程2没有立即看到线程1修改的值。

volatile关键字来保证可见性

对于可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。

当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。

另外，通过synchronized和Lock也能够保证可见性，synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码，并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中。因此可以保证可见性。

有序性：

即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

int i = 0;              
 
boolean flag = false;
 
i = 1;                //语句1  
flag = true; 

上面代码定义了一个int型变量，定义了一个boolean类型变量，然后分别对两个变量进行赋值操作。从代码顺序上看，语句1是在语句2前面的，那么JVM在真正执行这段代码的时候会保证语句1一定会在语句2前面执行吗？不一定，为什么呢？这里可能会发生指令重排序（Instruction Reorder）。

下面解释一下什么是指令重排序，一般来说，处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。

比如上面的代码中，语句1和语句2谁先执行对最终的程序结果并没有影响，那么就有可能在执行过程中，语句2先执行而语句1后执行。

但是要注意，虽然处理器会对指令进行重排序，但是它会保证程序最终结果会和代码顺序执行结果相同，那么它靠什么保证的呢？

再看下面一个例子：

int a = 10;    //语句1
int r = 2;    //语句2
a = a + 3;    //语句3
r = a*a;     //语句4

这段代码有4个语句，那么可能的一个执行顺序是：

那么可不可能是这个执行顺序呢： 语句2 语句1 语句4 语句3

不可能，因为处理器在进行重排序时是会考虑指令之间的数据依赖性，如果一个指令Instruction 2必须用到Instruction 1的结果，那么处理器会保证Instruction 1会在Instruction 2之前执行。

虽然重排序不会影响单个线程内程序执行的结果，但是多线程呢？下面看一个例子：

//线程1:
 
context = loadContext();   //语句1
inited = true;             //语句2
 
 //线程2:
while(!inited ){
   sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

上面代码中，由于语句1和语句2没有数据依赖性，因此可能会被重排序。假如发生了重排序，在线程1执行过程中先执行语句2，而此是线程2会以为初始化工作已经完成，那么就会跳出while循环，去执行doSomethingwithconfig(context)方法，而此时context并没有被初始化，就会导致程序出错。

从上面可以看出，指令重排序不会影响单个线程的执行，但是会影响到线程并发执行的正确性。

也就是说，要想并发程序正确地执行，必须要保证临界资源的原子性、可见性以及有序性。只要有一个没有被保证，就有可能会导致程序运行不正确。

 参考：https://blog.csdn.net/tiandao321/article/details/80760197