java synchronized实现可见性过程解析

时间：2020-12-31 14:06:36|栏目：JAVA代码|点击：次

JMM关于synchronized的两条规定：

1）线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中

2）线程加锁时，将清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存中重新获取最新的值

（注意：加锁与解锁需要是同一把锁）

通过以上两点，可以看到synchronized能够实现可见性。同时，由于synchronized具有同步锁，所以它也具有原子性

多线程中程序交错执行时，重排序可能会造成内存可见性问题

接下来我们看一段代码：

/**
 * synchronized能够实现原子性(同步)、可见性
 * 
 * @author xuwenjin
 */
public class SynchronizedDemo {
  //共享变量
  private boolean ready = false;
  private int result = 0;
  private int number = 1;
  /**
   * 写操作
   */
  public void write() {
    ready = true; //1.1
    number = 2;  //1.2
  }
  /**
   * 读操作
   */
  public void read() {
    if (ready) {       //2.1
      result = number * 3; //2.2
    }
    System.out.println("result:" + result);
  }
  //内部线程类
  private class WriteReadThread extends Thread {
    
    private boolean flag = false;    
    public WriteReadThread(boolean flag){
      this.flag = flag;
    }    
    @Override
    public void run() {
      if (flag) {
        write();
      }else {
        read();
      }
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();
    //启动线程执行写操作
    demo.new WriteReadThread(true).start();
    //启动线程执行读操作
    demo.new WriteReadThread(false).start();
  }
}

上面的代码可能出现如下执行顺序：

　　1） 1.1 --> 1.2 --> 2.1--> 2.2 result的值为6 (正常情况)

　　2） 1.1 --> 2.1 --> 2.2 --> 1.2 result的值为3 (当写线程执行完1.1之后，读线程开始)

　　3） 1.2 --> 2.1 --> 2.2 --> 1.1 result的值为0 (1.1跟1.2重排序)

　　4）...

当然由于重排序和线程的交叉执行，还可能出现很多种执行顺序

导致共享变量在线程间不可见的原因：

　　a、线程的线程执行
　　b、重排序结合线程交叉执行
　　c、共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存间及时更新

那么如何解决可见性的问题呢？接下来我们的主角出场：synchronized

安全的代码：

/**
   * 写操作
   */
  public synchronized void write() {
    ready = true; //1.1
    number = 2;  //1.2
  }
  /**
   * 读操作
   */
  public synchronized void read() {
    if (ready) {       //2.1
      result = number * 3; //2.2
    }
    System.out.println("result:" + result);
  }

由于synchronized的原子性、可见性，可以完美解决以上说的三点问题。不过读线程和写线程的执行顺序是不定的，所以result的结果仍然会出现6或0。

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