本文部分概念参考大神“海 子”博客,感谢作者:
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
1.原子性操作
来个例子:
张三账户有1000大洋,李四账户有2000大洋,张三要给李四转账100大洋,在这个过程中:
if成功:
1.张三账户:1000-100=900
2.李四账户:2000+100=2100
if失败:
1.张三账户:1000
2.李四账户:2000
我们把这种要么同时成功,要么同时失败要么同时成功的操作叫做具有原子性的操作。
2.指令重排
天天听大神说:指令重排,指令重排到底是个什么鬼?
举个例子:
int i = 0;
boolean flag = false;
i = 1; //语句1
flag = true; //语句2
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。
为什么要单独讲解原子性呢?原子性在多线程编程中要注意什么问题?如何解决指令重排在多线程下的影响呢?请关注下篇文章。