原子

走进原子性 问题：线程之间的协作 标准解决方法：上锁 实现一个计数器和互斥锁 locking的问题 硬件同步的早期 Compare and Swap(CAS) 用CAS来实现计数器 lock-free和wait-free算法 原子变量类 细颗粒度意味着轻量级 十五年前，多核处理器是特别的系统，需要花费成百上千的美元。今天，多核处理器系统又便宜又丰富，几乎每一个主要的微处理器都对并发有内部支持。 为了利用好多核的优势，软件也架构在多线程上。但是，仅仅将一个工作简单地划分为几个线程并不能发挥出硬件的优势-----你必须要确保你的线程大部分时间是在工作，而不是在等待工作，或者是在共享数据结构上等锁。 问题：线程之间的协作 几乎没有task能够真正地并发运行，不需要线程之间的协作。想象一个线程池，那里tasks是互相独立地运行的。假如一个线程池要为一个queue工作，那么为queue加入或者删除元素都必须是线程安全的，那意味着在head，tail，或者内部node的引用之间的协作。正是这样的协作导致了所有的问题。 标准解决方法：上锁 对于共享字段的协作获取的传统做法是通过synchronize，它确保所有对共享字段的获取都是拿着锁的状态。使用synchronize，你可以确保不管哪个保护着一些变量的线程取得锁，它都会对这些变量有着独享，而对这些变量的改变又会变成可见的

一、简介 volatile是Java提供的一种轻量级的同步机制。Java 语言包含两种内在的同步机制：同步块（或方法）和 volatile 变量，相比于synchronized（synchronized通常称为重量级锁），volatile更轻量级，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。但是volatile 变量的同步性较差（有时它更简单并且开销更低），而且其使用也更容易出错。 二、并发编程的3个基本概念 （1）原子性 ​ 定义： 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。 ​ 原子性是拒绝多线程操作的，不论是多核还是单核，具有原子性的量，同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。简而言之，在整个操作过程中不会被线程调度器中断的操作，都可认为是原子性。例如 a=1是原子性操作，但是a++和a +=1就不是原子性操作。Java中的原子性操作包括： ​ a. 基本类型的读取和赋值操作，且赋值必须是数字赋值给变量，变量之间的相互赋值不是原子性操作。 ​ b.所有引用reference的赋值操作 ​ c.java.concurrent.Atomic.* 包中所有类的一切操作 （2）可见性 ​ 定义： 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。 ​ 在多线程环境下

专栏原创出处： github-源笔记文件 ， github-源码 ，欢迎 Star，转载请附上原文出处链接和本声明。 原子操作类说明 当程序更新一个变量时，如果是多线程同时更新这个变量，可能得到的结果与期望值不同。我们可以用 并发关键字-volatile 、 并发关键字-synchronized 、 Lock 来解决并发读写问题。 但是从性能及语义上可能存在以下问题： volatile 不能保证组合操作的原子性（比如自增操作） synchronized 和 Lock 比较重量级 从 java1.5 开始，jdk 提供了 java.util.concurrent.atomic 包，这个包中的原子操作类，提供了一种用法简单，性能高效，线程安全的更新一个变量的方式。 atomic 包里提供原子更新类型分别是：原子更新基本类型，原子更新数组，原子更新引用，原子更新属性，这些类都是使用 Unsafe 实现的包装类。 目前 jdk1.8 ， Atomic 开头的原子类，提供的方法、处理逻辑基本一致。差异部分表现在非数值类型的原子类支持自增自减操作。 jdk1.8 中新增了高性能原子类，参考《高性能原子类》一节介绍。 原子更新基本类型 Atomic 包提供了以下 3 个类： AtomicBoolean：原子更新布尔类型。 AtomicInteger：原子更新整型。 AtomicLong

　　1 　　元素周期表的最后一列是一类“扫兴”的元素，它们被统称为<strong>惰性气体</strong>。大多数元素的原子会和其他原子共享电子，形成化学键，从而构成分子，而<strong>惰性气体原子的最外层的电子本身已经达到“满”的状态，因此它们自身就极其稳定，很少发生化学反应，很难与其他原子结合形成分子</strong>。 　　在地球上，还没有发现天然形成的惰性气体化合物。从上个世纪开始，科学家就在实验室中尝试将惰性气体的原子合成分子。1925 年，科学家在实验室中设法让氦（He）与氢离子（H?）共享一个电子，合成了第一个<strong>氦合氢离子</strong>（HeH?）。天文学家将氦合氢离子称为“分子”，但由于它并不是电中性的，化学家更愿意称之为“分子离子”。 　　1962 年，化学家<strong>尼尔·巴特利特</strong>（Neil Bartlett）诱导氙（Xe）、氟和铂结合，得到了一个芥黄色的化合物——<strong>六氟合铂酸氙</strong>，这是一个电中性分子，也是第一个电中性的惰性气体化合物分子。 　　但在宇宙中，情况可能大不一样。太空是一个寻找惰性气体化合物分子的绝佳场所。惰性气体元素在宇宙中十分丰富。氦是仅次于氢的宇宙中第二丰富的元素，氖（Ne）的丰度大约排在第五或第六名。在星际空间中，温度和密度时常达到极端情况

并发编程系列之七多线程原子类AtomicInteger与不能保证原子性的volatile【原子在多线程下发生争抢】，原子类都在JUC里面的Atomic包下面，包括所有的原子类，基本类的7个都有的，volatile【原子在多线程下发生争抢】，之所以不能保证原子性，主要是因为工作内存与线程内存在多线程的资源分布下，交互时volatile在刷新工作内存的时候没有保证线程的前后顺序。发生谁得到谁刷新，导致原子性，顺序上发生前后不一致，导致数据不一致。 示例1.volatile不能保证原子性，主要发生在多线程的情况下，如果线程只有一个原子性问题不存在，代码主要是volatile使用时，多个线程得到的结果不能得到结果10000就是问题，注意一定要有多个线程运行时，这个问题才能被发现。 import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** * Create on 2020年1月20日下午12:02:40 @author 脚踏实地，2020涅槃重生 * @version 1.0 * * @Description: 并发编程系列 */ public class AchieveSynObjectForVolatile extends

Java多线程(5) CPU缓存一致性问题 因为缓存的出现，极大提高了CPU的吞吐能力，但同时也引入了缓存不一致的问题，比如i++操作 在程序运行过程，首先将主存中的数据复制一份存放到CPU Cache中，那么CPU寄存器进行数值计算的时候就直接到Cache中读取和写入，当整个运算过程完毕之后再讲Cache中的数据刷新到主存当中 具体如下: 读取主内存的i到cpu cache 对i进行+1操作 将结果写回到cpu cache中 将数据刷新到主内存 i++在单线程环境不会有什么问题，但在多线程下就会出现问题了 每个线程都有自己的工作内存，变量i会在多个线程的本地内存中都保存一个副本，如果同时两个线程执行i++操作，假设i的初始值为0，每一个线程都从主内存中获取i的值存入cpu cache，然后经过计算再写入主内存，很有可能i在经过了两次自增之后结果还是1，这就是典型的缓存不一致的问题 Java内存模型决定了一个线程对共享变量的写入何时对其他线程可见，Java内存模型定义了线程和主内存之间的抽象关系: 共享变量存储在主内存，每个线程都可以访问 每个线程都有私有的工作内存或者称为本地内存 工作内存只存储该线程对共享变量的副本 线程不能直接操作主内存，只有先操作了工作内存之后才能写入主内存 并发编程的三个重要特性 原子性 指在一次的操作或者多次操作中

　　1 　　元素周期表的最后一列是一类“扫兴”的元素，它们被统称为<strong>惰性气体</strong>。大多数元素的原子会和其他原子共享电子，形成化学键，从而构成分子，而<strong>惰性气体原子的最外层的电子本身已经达到“满”的状态，因此它们自身就极其稳定，很少发生化学反应，很难与其他原子结合形成分子</strong>。 　　在地球上，还没有发现天然形成的惰性气体化合物。从上个世纪开始，科学家就在实验室中尝试将惰性气体的原子合成分子。1925 年，科学家在实验室中设法让氦（He）与氢离子（H?）共享一个电子，合成了第一个<strong>氦合氢离子</strong>（HeH?）。天文学家将氦合氢离子称为“分子”，但由于它并不是电中性的，化学家更愿意称之为“分子离子”。 　　1962 年，化学家<strong>尼尔·巴特利特</strong>（Neil Bartlett）诱导氙（Xe）、氟和铂结合，得到了一个芥黄色的化合物——<strong>六氟合铂酸氙</strong>，这是一个电中性分子，也是第一个电中性的惰性气体化合物分子。 　　但在宇宙中，情况可能大不一样。太空是一个寻找惰性气体化合物分子的绝佳场所。惰性气体元素在宇宙中十分丰富。氦是仅次于氢的宇宙中第二丰富的元素，氖（Ne）的丰度大约排在第五或第六名。在星际空间中，温度和密度时常达到极端情况

并发编程中的原子性问题 测试：20个线程对一个普通int变量进行++操作。 package pers . zhang . juc . part1 ; /** * @author zhang * @date 2020/1/16 - 17:52 * * 并发编程中的原子性问题 */ public class TestAtomicDemo { public static void main ( String [ ] args ) { AtomicDemo ad = new AtomicDemo ( ) ; for ( int i = 0 ; i < 20 ; i ++ ) { new Thread ( ad , "thread" + i ) . start ( ) ; } } } class AtomicDemo implements Runnable { private int serialNumber = 0 ; @Override public void run ( ) { try { Thread . sleep ( 200 ) ; } catch ( InterruptedException e ) { e . printStackTrace ( ) ; } System . out . println ( Thread . currentThread ( ) .

原子性： 一个或多个操作在CPU执行过程中不被中断的特性称之为原子性 。线程中执行的操作要么全部执行，要么全部不执行。 Java内存模型中的read、load、assign、use、store和write都可以保证原子性的操作（如果对Java内存模型不熟悉，可以参考我的这篇博文 Java内存模型 ），一般基本数据类型访问读写都是原子性的（long和double的非原子性协议例外，但是基本也不会发生） 如果应用场景需要一个更大范围的原子性保证，我们可以直接使用synchronized关键字，在synchronized块之间的操作也具有原子性。 可见性： 可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。 Java内存模型是通过变量修改之后同步回主内存，在变量读取之前从主内存刷新变量值来实现可见性的。如果一个普通变量在多线程中运行的话，往往不能保证可见性，多个线程都是从主内存中获取变量，这时多个线程并不会先等待某一个线程修改完变量之后，写回主内存，再从主内存获取最新的变量值。 如果要保证可见性的话，我们可以使用volatile关键字，具体原理可以参考我的这篇博文 Java的volatile关键字 ，当然除了volatile关键字之外，synchronized和final关键字也能实现可见性

优点 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。 缺点 1.作为非关系型数据库，不支持条件查询 来源： CSDN 作者： arize 链接： https://blog.csdn.net/qq_42069216/article/details/103974196