一、多線程產(chǎn)生安全問題

1、Java內(nèi)存模型
共享內(nèi)存模型指的就是Java內(nèi)存模型(簡稱JMM)，JMM決定一個線程對共享變量的寫入時,能對另一個線程可見。

從抽象的角度來看，JMM定義了線程和主內(nèi)存之間的抽象關(guān)系：

線程之間的共享變量存儲在主內(nèi)存(main memory)中，每個線程都有一個私有的本地內(nèi)存(local memory)，本地內(nèi)存中存儲了該線程以讀/寫共享變量的副本。

本地內(nèi)存是JMM的一個抽象概念，并不真實存在。它涵蓋了緩存，寫緩沖區(qū)，寄存器以及其他的硬件和編譯器優(yōu)化。

1.主內(nèi)存：存放多線程操作的共享變量 比如count=0

2.本地內(nèi)存：存儲了當前該線程以讀/寫共享變量的副本，副本 count1=0，count2=0

多線程同時進行變量操作時比如，對count進行++，先對副本進行++為1，將副本刷新到主內(nèi)存，由于兩個線程是不可見的，共享變量變?yōu)?，理論為2，但是還是1 ，

2.不可見

3.可見性

線程A與線程B之間如要通信的話，必須要經(jīng)歷下面2個步驟：

首先，線程A把本地內(nèi)存A中更新過的共享變量刷新到主內(nèi)存中去。

然后，線程B到主內(nèi)存中去讀取線程A之前已更新過的共享變量。

下面通過示意圖來說明這兩個步驟：

二、Volatile

什么是Volatile

可見性也就是說一旦某個線程修改了該被volatile修飾的變量，它會保證修改的值會立即被更新到主存，當有其他線程需要讀取時，可以立即獲取修改之后的值。

在Java中為了加快程序的運行效率，對一些變量的操作通常是在該線程的寄存器或是CPU緩存上進行的，之后才會同步到主存中，而加了volatile修飾符的變量則是直接讀寫主存。

Volatile 保證了線程間共享變量的及時可見性，但不能保證原子性

class ThreadVolatileDemo extends Thread {public boolean flag = true;@Overridepublic void run() {undefinedSystem.out.println("開始執(zhí)行子線程....");while (flag) {undefined}System.out.println("線程停止");}public void setRuning(boolean flag) {this.flag = flag;}}public class ThreadVolatile {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo();threadVolatileDemo.start();Thread.sleep(3000);threadVolatileDemo.setRuning(false);System.out.println("flag 已經(jīng)設(shè)置成false");Thread.sleep(1000);System.out.println(threadVolatileDemo.flag);}}

運行結(jié)果:

已經(jīng)將結(jié)果設(shè)置為fasle為什么？還一直在運行呢。

原因:線程之間是不可見的，讀取的是副本，沒有及時讀取到主內(nèi)存結(jié)果。

解決辦法使用Volatile關(guān)鍵字將解決線程之間可見性, 強制線程每次讀取該值的時候都去“主內(nèi)存”中取值

2、Volatile特性

1.保證此變量對所有的線程的可見性，這里的“可見性”，如本文開頭所述，當一個線程修改了這個變量的值，volatile 保證了新值能立即同步到主內(nèi)存，以及每次使用前立即從主內(nèi)存刷新。但普通變量做不到這點，普通變量的值在線程間傳遞均需要通過主內(nèi)存(詳見：Java內(nèi)存模型)來完成。

2.禁止指令重排序優(yōu)化。有volatile修飾的變量，賦值后多執(zhí)行了一個“l(fā)oad addl $0x0, (%esp)”操作，這個操作相當于一個內(nèi)存屏障(指令重排序時不能把后面的指令重排序到內(nèi)存屏障之前的位置)，只有一個CPU訪問內(nèi)存時，并不需要內(nèi)存屏障；(什么是指令重排序：是指CPU采用了允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開發(fā)送給各相應電路單元處理)。

volatile 性能：

volatile 的讀性能消耗與普通變量幾乎相同，但是寫操作稍慢，因為它需要在本地代碼中插入許多內(nèi)存屏障指令來保證處理器不發(fā)生亂序執(zhí)行。

(1)從而我們可以看出volatile雖然具有可見性但是并不能保證原子性。

(2)性能方面，synchronized關(guān)鍵字是防止多個線程同時執(zhí)行一段代碼，就會影響程序執(zhí)行效率，而volatile關(guān)鍵字在某些情況下性能要優(yōu)于synchronized。

但是要注意volatile關(guān)鍵字是無法替代synchronized關(guān)鍵字的，因為volatile關(guān)鍵字無法保證操作的原子性。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 线程安全的原因_java的多线程:java安全问题产生的原因与JMM的关系的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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