单词解释:
乱序执行:指CPU对代码的执行顺序进行乱序优化,但保证各执行代码单元的顺序按指令顺序排列。以达到充分利用处理器的各处理单元的目的。(可以理解成:一个任务有不同的执行单元,这些单元之间有一定的执行顺序,但部分执行单元可提前工作,乱序执行就是让这部分执行单元提前一段时间执行,从而提高整体的效率,减少整体执行时间)。
保证线程安全的核心要素:原子性和可见性(线程的同步机制都是围绕这两点来保证线程的安全性);
race condition(竞争条件):当两个以上线程读写某些共享数据,而最后的结果取决于进程进行的精确时序,称为竞争条件(race condition);
可见性问题出现原因:
为了协调cpu和内存读写速度巨大差异的问题,所以有了高速缓存的出现(cpu不会每次获取数据都从内存获取,而是在高速缓存中存储有拷贝),但同时产生了可见性问题(由于cpu对内存中的对象的读取并不是原子操作,所以线程a拿到的对象并不一定是线程b写入的对象,此处有乱序执行的影响,但不止此因素)。
上一篇讲了volatile的特性,如下是volatile的使用条件:
volatile只能保证操作的可见性,但无法保证操作的原子性,所以使用条件会比synchronized苛刻,如下(必须同时满足):
1.更改不依赖于当前值,或能够确保只会在单一线程中修改变量的值,如果对变量的修改依赖于现有值,就是一个race condition操作,此时就需要使用其它方式了(比如synchronized),volatile对原子性的问题发能为力。
2.变量不需要和其他变量共同参与不变约束,比如start<end ,即使start和end都被标识为volatile,但当存在多个线程同时存在时,仍存在线程安全问题:
检查start<end是否成立, 在给start赋值之前不变式是有效的。
但是如果另外的线程在给start赋值之后给end赋值之前时检查start<end, 该不变式是无效的。
volatile的典型使用场景是作为标记使用:
public class SocketThread extends Thread { public volatile boolean running = true; @Override public void run() { while (running) { // ... } } }
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补充一篇在豆瓣上看到的文章,:
CPU与内存的中转站 ——了解CPU缓存的秘密
https://www.douban.com/note/204987800/,
其实,我觉着把“操作系统”系统学习一遍更好,不过,短期内暂时没有这本书的学习计划,往后排吧。