【Java并发编程】深入理解并发可见性、有序性、原子性与JMM内存模型

**Java 并发编程**

在 Java 中，多线程程序的并发性是非常重要的。然而，在多线程环境中，共享变量之间的可见性、有序性和原子性可能会导致问题。在本文中，我们将深入探讨这些概念，并且使用 JMM（Java Memory Model）内存模型来解释它们。

###1. 并发可见性并发可见性是指在多线程环境中，一个线程对共享变量的修改是否能被其他线程立即看到。换句话说，是指当一个线程改变了某个共享变量的值时，这个变化是否能够立即传播到其他线程。

**示例代码**

javapublic class VisibilityExample {
 private static int sharedVar =0;

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 Thread thread1 = new Thread(() -> {
 sharedVar =10;
 });

 Thread thread2 = new Thread(() -> {
 while (sharedVar ==0) {}
 System.out.println(sharedVar);
 });

 thread1.start();
 thread2.start();

 thread1.join();
 thread2.join();
 }
}

在这个例子中，我们有一个共享变量 `sharedVar`，它的初始值是0。线程1 将其设置为10，而线程2 会一直循环检查直到 `sharedVar` 不再等于0。

**问题**

如果我们不考虑并发可见性，这个程序可能会出现问题，因为线程2 可能会在线程1 修改 `sharedVar` 之前就读取了它的值。因此，线程2 将看到一个错误的值，即0。

###2. 并发有序性并发有序性是指在多线程环境中，操作之间的执行顺序是否能保证一致性。在 Java 中，有序性是通过内存模型来实现的。

**示例代码**

javapublic class OrderingExample {
 private static int a =0;
 private static int b =0;

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 Thread thread1 = new Thread(() -> {
 a =10;
 b =20;
 });

 Thread thread2 = new Thread(() -> {
 if (a ==10 && b ==20) {
 System.out.println("有序性成立");
 } else {
 System.out.println("有序性不成立");
 }
 });

 thread1.start();
 thread2.start();

 thread1.join();
 thread2.join();
 }
}

在这个例子中，我们有两个共享变量 `a` 和 `b`，它们的初始值都是0。线程1 将 `a` 设置为10，然后将 `b` 设置为20，而线程2 会检查 `a` 和 `b` 的值是否一致。

**问题**

如果我们不考虑并发有序性，这个程序可能会出现问题，因为线程2 可能会在线程1 将 `a` 和 `b` 都设置为10 之前就读取了它们的值。因此，线程2 将看到一个错误的结果，即 `a ==10 && b !=20`。

###3. 原子性原子性是指在多线程环境中，操作之间的执行顺序是否能保证一致性。在 Java 中，原子性是通过内存模型来实现的。

**示例代码**

javapublic class AtomicityExample {
 private static int sharedVar =0;

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 Thread thread1 = new Thread(() -> {
 for (int i =0; i < 10000; i++) {
 sharedVar++;
 }
 });

 Thread thread2 = new Thread(() -> {
 for (int i =0; i < 10000; i++) {
 sharedVar--;
 }
 });

 thread1.start();
 thread2.start();

 thread1.join();
 thread2.join();

 System.out.println(sharedVar);
 }
}

在这个例子中，我们有一个共享变量 `sharedVar`，它的初始值是0。线程1 将其设置为10000，而线程2 将其设置为 -10000。

**问题**

如果我们不考虑原子性，这个程序可能会出现问题，因为线程1 和线程2 可能会同时修改 `sharedVar`，导致它的值被破坏。

### 总结在 Java 中，多线程环境中的并发可见性、有序性和原子性是非常重要的。通过使用 JMM 内存模型，我们可以保证这些属性的一致性。在本文中，我们深入探讨了这些概念，并且提供了示例代码来演示它们的应用。

**参考**

* 《Java 并发编程实战》第2 章：并发可见性* 《Java 并发编程实战》第3 章：并发有序性* 《Java 并发编程实战》第4 章：原子性