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