线程安全/发布

忘是亡心i 2022-03-28 21:30 266阅读 0赞

并发：一个时间段内多线程交叉执行  
并行：多cpu，同一时间点，多线程同时执行  
并发程序即多线程程序，即便只有一个cpu也不线程安全，如i++，A取i，调度到B取i，加1，写入，调度到A加1，写入，发生丢失更新

线程安全类：多线程访问不需客户端额外同步或协同（类里封装了同步机制），类总能表现正确行为  
无状态 类一定线程安全，一个变量可考虑原子变量，两个且两个构成不变性条件呢？  
多个变量的不变性条件，所有变量需同一锁保护。

同步限制重排序（试想其他线程lock后能看到本线程unlock前的操作，那么这操作不能重排到unlock后）  
happens-before限制重排序(同步借助于此)  
借助同步（组合多happens-before，如ReentrantLock,可对未被锁保护变量排序，对volatile state write/read 实现加锁过程中变量的可见性）  
BlockingQueue (安全发布，转移对象所有权)，内部同步机制保证put happens-before 时间上后面的take  
happens-before扩展：线程安全容器(放，取)，countdownlatch(countdown，释放),semphore(release，acquire),executor(放，执行),cyclicbarrier（达到，运行）,future（set，get返回）  
happens-before实现安全发布，但它比安全发布有更强可见性，顺序性（安全发布保证对象本身可见，happens-before通过程序次序提供了更强可见性，看到volatile write之前的写入）  
安全初始化  
静态初始化器clinit：每个线程至少加锁一次保证类已被初始化，所以任何使用静态变量线程能看到在clinit里的操作（unlock happens-before lock），但未必能看到后续的修改  
对clinit扩展实现延迟初始化

private static final class Holder{
    		static final Singleton3 singleton3=new Singleton3();
    	}
     
    	public static Singleton3 getInstance() {
    		return Holder.singleton3;
    	}

双重校验锁 注意用**volatile**引用,不使用导致情况  
1未看到最新引用，进入同步代码块后看到，问题不大  
2 看到引用，但看到的对象状态不对，危害很大，重排序导致对象尚未构建完成就发布了

发布 发布可能导致其他对象发布（如Set，非private域）  
安全发布：其他线程能否及时看到引用，看到引用同时能否看到状态，常用下面5种方式  
volatile,AtomicReference（内含volatile）,锁保护域 使用**先序发生**规则保证及时看见引用及状态  
clinit 虚拟机保护在clinit中构建对象及发布是线程安全的（有些类似双重校验锁实现单例）  
对象的final域 特殊保证能看到对象状态的最新值  
线程安全容器大多使用**锁保护域**来看到发布的对象  
（线程）封闭  
ad-hoc(程序完成封闭操作，很脆弱，如volatile的write放在某特定线程内)  
栈封闭 使用局部变量  
ThreadLocal  
逸出 不该发布却发布了，构造尚未完成this引用逸出，发布内部类导致外部类引用逸出  
不可变对象（创建后状态不可改变（如String的char\[\]本身是可变的，但我们无法对其施加改变），全final域，正确创建（无this引用逸出））一定线程安全，可任意机制发布(final 提供**初始化安全性**保证，once the object pointer is available to other threads, so are the correct values of that object’s final fields，我就算不能立即看到对象指针，但只要我看到了，我就能看到正确的对象状态)  
对象构建发布：对象域写入和引用域写入，这两操作本身可以重排  
初始化安全性：看到指针，能看到final域和final域可达对象（如final数组或hashmap里的内容），引用域写入不能排到对象构造（final域写入）之前,引用写入且刷新到主存前final域和final域可达变量一定刷新完毕了  
事实不可变对象如Date，访问不需同步，安全发布就好  
可变对象，安全发布，带安全机制访问

封装（数据和同步机制）更容易实现线程安全，在内部状态的访问路径上加锁，客户端也不用同步了  
我们喜欢将线程安全性委托给一些不可变类，线程安全容器啊，但需考虑多变量的不变性条件  
对组合模式（put if absent）的线程安全扩展

编译重排，处理器乱序执行，内存的重排序（就是CPU缓存导致的）  
先写（处理器实际写）肯定先刷新，队列形式，当然我们不确定是否存在部分刷新