Java并发编程中如何保证原子性

骑猪看日落 2021-12-22 12:15 413阅读 0赞

原子性，可见性，有序性是并发的三大特征，所谓原子性，就是一个操作要么全部执行，要么都不执行。

如下所示，在一个类中，定义一个静态变量int var=0，现在开启20个线程，每个线程都执行相同的操作，即对var实行10000次++操作，线程退出，然后打印var的值。

package com.xxx.cas;
    
    public class PlusPlusOP {
    	public static int var = 0;
    	
    	public static void plusAndPlus(){
    		var++;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Thread threads[] = new Thread[20];
    		for(int i=0;i<20;i++){
    			threads[i] = new Thread(new Runnable() {
    				
    				@Override
    				public void run() {
    					for(int i=0;i<10000;i++){	
    						plusAndPlus();
    					}
    				}
    			});
    			threads[i].start();
    		}
    		
    		while(Thread.activeCount()>1){
    			Thread.yield();
    		}
    		System.out.println("var=>"+var);
    	}
    }

默认，没有对原子操作做特殊的处理，我们的到的结果各种各样，但就不是200000。如下所示：

![20190629170250728.png][]

这是一个很常见的并发问题，涉及到的是原子操作，var++这个动作，其实分为了三个过程：

1.  读取var的值
2.  \++操作
3.  写入var的值

多线程并发的情况下，有可能第一个线程获取了var=10000，即将执行++操作，这时候另一个线程也来获取var，这时候获取的应该也是10000，当他们都执行完成的时候，本来应该是10002，但是实际上，因为并发的原因，导致了最终的结果是10001。所以我们看到的结果是一个小于200000的数字，程序在这种情况下运行，得到这个结果是正常的。再次运行，可能还是一个小于200000的结果。

那么如何解决这个原子性的问题呢，其实就是要保证var++这个动作不能被拆开，一旦进入读取var的值，那么接下来只有执行了写入var的值之后，别的线程才可以运行读取var的值操作。这就需要var++这个操作是同步的，解决办法可以有如下三种：

*  synchronized同步代码块
 *  cas原子类工具
 *  lock锁机制

三种解决方案的具体实现：

synchronized同步代码块

![2019062917482027.png][]

cas原子类工具

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lock锁

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[20190629170250728.png]: /images/20211220/c3cb91b43d1346adb8f87c2899cd4f1e.png
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