原子操作

volatile这个关键字可能很多朋友都听说过，或许也都用过。在Java 5之前，它是一个备受争议的关键字，因为在程序中使用它往往会导致出人意料的结果。在Java 5之后，volatile关键字才得以重获生机。 　　volatile关键字虽然从字面上理解起来比较简单，但是要用好不是一件容易的事情。由于volatile关键字是与Java的内存模型有关的，因此在讲述volatile关键之前，我们先来了解一下与内存模型相关的概念和知识，然后分析了volatile关键字的实现原理，最后给出了几个使用volatile关键字的场景。 　　以下是本文的目录大纲： 　　一.内存模型的相关概念 　　二.并发编程中的三个概念 　　三.Java内存模型 　　四..深入剖析volatile关键字 　　五.使用volatile关键字的场景 　　若有不正之处请多多谅解，并欢迎批评指正。 　　请尊重作者劳动成果，转载请标明原文链接： 　　http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html 一.内存模型的相关概念 　　大家都知道，计算机在执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，而执行指令过程中，势必涉及到数据的读取和写入。由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快

synchronized （原子性 有序性 可见性） volatile （原子性 可见性） 1.volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取；synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。 2.volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。 3.volatile仅能实现变量的修改可见性，并不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。 4.volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。 5.volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。 原子性：所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束 例如：int i = 1; 该语句为原子操作，因为执行这句话后i的值一定是等于1. 反例：int i= 0； i++ ； 其中 i++不是原子操作，在多线程中会有线程安全问题，i++其实分为三个步骤，1. 读取变量i的值；2：对i进行加一的操作；3.将计算后的值再赋值给变量i synchronized :能保证原子操作。1、锁住主内存，2、执行工作内 3、将工作内存写入主内存。4.释放锁

1.事务的四大特性(ACID)： 指数据库事务正确执行的四个基本要素的缩写。包含：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。一个支持事务（Transaction）的数据库，必需要具有这四种特性，否则在事务过程（Transaction processing）当中无法保证数据的正确性，交易过程极可能达不到交易方的要求。 1.1 原子性（Atomicity） 第一个原子性，这个是最简单的。说的是一个事物内所有操作共同组成一个原子包，要么全部成功，要么全部失败。这是最基本的特性，保证了因为一些其他因素导致数据库异常，或者宕机。 1.2 一致性（Consistency） 第二一致性，这个是大家误解最深的，很多博客都喜欢用银行转账的例子来讲一直性，所谓的一致性是基于原子性。 原子性只保证了一个事物内的所有操作同一性，大家同生死，不会出现你死了，我还活着。但是，原子性并没有保证大家同一时刻一起生，一起死。计算机指令是有先后顺序的，这样就决定了一个事物的提交，会经历一个时间过程，那么如果事物提交进行到了一半，我读取了数据库，会不会读到中间结果？ 为了防止这样的情况，数据库事物的一致性就规定了事物提交前后，永远只可能存在事物提交前的状态和事物提交后的状态，从一个一致性的状态到另一个一致性状态，而不可能出现中间的过程态

java.util.concurrent.atomic包：原子类的小工具包，支持在单个变量上解除锁的线程安全编程 原子变量类相当于一种泛化的 volatile 变量，能够支持原子的和有条件的读-改-写操作。AtomicInteger 表示一个int类型的值，并提供了 get 和 set 方法，这些 Volatile 类型的int变量在读取和写入上有着相同的内存语义。它还提供了一个原子的 compareAndSet 方法（如果该方法成功执行，那么将实现与读取/写入一个 volatile 变量相同的内存效果），以及原子的添加、递增和递减等方法。AtomicInteger 表面上非常像一个扩展的 Counter 类，但在发生竞争的情况下能提供更高的可伸缩性，因为它直接利用了硬件对并发的支持。 如果同一个变量要被多个线程访问，则可以使用该包中的类 AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong AtomicReference 示例: 1.没有使用原子类的代码 private static Integer count=1; private static void getCount(){ System.out.println(count); count++; } public static void main(String[] args) { AtomicTest

一、同步方法 　　即有 synchronized关键字修饰的方法 。 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。 注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。 二、同步代码块 　　即有synchronized关键字修饰的语句块。 被synchronized关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步 代码如： synchronized(object){ } 注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。 通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。 线程在执行同步方法时是具有排它性的。 当任意一个线程进入到一个对象的任意一个 同步方法 时，这个对象的所有同步方法都被锁定了，在此期间，其他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步方法，直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出，从而导致它释放了该对象的同步锁之后。 在一个对象被某个线程锁定之后，其他线程是可以访问这个对象的所有非同步方法的。 同步块：同步块是通过锁定一个指定的对象，来对同步块中包含的代码进行同步； 而同步方法是对这个方法块里的代码进行同步，而这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。如果这个方法是静态同步方法呢

为什么需要AtomicInteger原子操作类？ 对于Java中的运算操作，例如自增或自减，若没有进行额外的同步操作，在多线程环境下就是线程不安全的。num++解析为num=num+1，明显，这个操作不具备原子性，多线程并发共享这个变量时必然会出现问题。测试代码如下: public class AtomicIntegerTest { private static final int THREADS_CONUT = 20; public static int count = 0; public static void increase() { count++; } public static void main(String[] args) { Thread[] threads = new Thread[THREADS_CONUT]; for (int i = 0; i < THREADS_CONUT; i++) { threads[i] = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { increase(); } } }); threads[i].start(); } while (Thread.activeCount() > 1) {

为什么需要AtomicInteger原子操作类？ 对于Java中的运算操作，例如自增或自减，若没有进行额外的同步操作，在多线程环境下就是线程不安全的。num++解析为num=num+1，明显，这个操作不具备原子性，多线程并发共享这个变量时必然会出现问题。测试代码如下: public class AtomicIntegerTest { private static final int THREADS_CONUT = 20; public static int count = 0; public static void increase() { count++; } public static void main(String[] args) { Thread[] threads = new Thread[THREADS_CONUT]; for (int i = 0; i < THREADS_CONUT; i++) { threads[i] = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { increase(); } } }); threads[i].start(); } while (Thread.activeCount() > 1) {

Java内存模型 原本准备把内存模型单独放到某一篇文章的某个章节里面讲解，后来查阅了国外很多文 档才发现其实JVM内存模型的内容还蛮多的，所以直接作为一个章节的基础知识来讲解，可能该章节概念的东西比较多。一个开发Java的开发者，一旦了解了 JVM内存模型就能够更加深入地了解该语言的语言特性，可能这个章节更多的是概念，没有太多代码实例，所以希望读者谅解，有什么笔误来Email告知： silentbalanceyh@126.com ， 本文尽量涵盖所有Java语言可以碰到的和内存相关的内容，同样也会提到一些和内存相关的计算机语言的一些知识，为草案。因为平时开发的时候没有特殊情况 不会进行内存管理，所以有可能有笔误的地方比较多，我用的是Windows平台，所以本文涉及到的与操作系统相关的只是仅仅局限于Windows平台。不 仅仅如此，这一个章节牵涉到的多线程和另外一些内容并没有讲到，这里主要是结合JVM内部特性把本章节作为核心的概念性章节来讲解，这样方便初学者深入以 及彻底理解Java语言） 本文章节： 1.JMM简介 2.堆和栈 3.本机内存 4.防止内存泄漏 1.JMM简介 　　 i.内存模型概述 　　Java平台自动集成了 线程 以及 多处理器技术 ，这种集成程度比Java以前诞生的计算机语言要厉害很多，该语言针对 多种异构平台的平台独立性

某厂面试归来，发现自己落伍了！>>> package main import ( "sync/atomic" "unsafe" ) type a struct { x unsafe.Pointer y uint64 } func main() { p := new(a) atomic.AddUint64(&p.y, 1) } 在32位计算机上运行改程序，会出现错误： panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference [signal 0xc0000005 code=0x0 addr=0x0 pc=0x4198bc] goroutine 1 [running]: runtime.panic(0x41c740, 0x445e4f) C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/2/bindist550409343/go/src/pkg/runtime/panic.c:266 +0xa6 sync/atomic.AddUint64(0x114434ac, 0x1, 0x0, 0x4107e3, 0x397fcc) C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/2/bindist550409343/go/src/pkg/sync/atomic

某厂面试归来，发现自己落伍了！>>> 原子操作，线程间交互数据最细粒度的同步操作，它可以保证线程间读写某个数值的原子性。 由于不需要加重量级的互斥锁进行同步，因此非常轻量，而且也不需要在内核间来回切换调度，效率是非常高的。。 那如何使用原子操作了，各个平台下都有相关api提供了支持，并且向gcc、clang这些编译器，也提供了编译器级的__builtin接口进行支持 windows的Interlockedxxx和Interlockedxxx64系列api macosx的OSAtomicXXX系列api gcc的 __sync_val_compare_and_swap 和 __sync_val_compare_and_swap_8 等__builtin接口 x86和x86_64架构的 lock 汇编指令 tbox的跨平台原子接口 tbox接口使用 先拿tbox的 tb_atomic_fetch_and_add 接口为例，顾名思义，这个api会先读取原有数值，然后在其基础上加上一个数值： // 相当于原子进行：b = *a++; tb_atomic_t a = 0; tb_long_t b = tb_atomic_fetch_and_add(&a, 1); 如果需要先进行add计算，再返回结果可以用： // 相当于原子进行：b = ++*a; tb_atomic_t a = 0; tb