阿里一道Java并发面试题 (详细分析篇) - 好文

说明

前天分享了一篇关于阿里的“Java常见疑惑和陷阱
<https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NjIzNDk5NQ==&mid=2247486079&idx=1&sn=b12b74bc98c3e814f04c5a5e2a7b2b6f&chksm=fcaed063cbd9597551f4fb85e575dad51301d43141ba1aafc6377231cd32f79b17f5ef8c2334&token=1677546003&lang=zh_CN#rd>
”的文章，有人说这个很早就有了，可能我才注意到，看完之后发现内容非常不错，有几个我也是需要停顿下想想，如果后续有机会我录制一个视频把这个ppt里面的所有内容，根据我的理解和知道的给大家分享一遍。

如果你之前还没有看过建议好好看一遍：Java常见疑惑和陷阱
<https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NjIzNDk5NQ==&mid=2247486079&idx=1&sn=b12b74bc98c3e814f04c5a5e2a7b2b6f&chksm=fcaed063cbd9597551f4fb85e575dad51301d43141ba1aafc6377231cd32f79b17f5ef8c2334&token=1677546003&lang=zh_CN#rd>
，如果你需要获取完整ppt，可以在公号对话框回复： “PPT”
即可获取完整文件，只要你发现你看到里面知识点的时候，你需要思考一会，那么就表示你还不太熟悉，你应该去补补相关的基础知识了。

题目

我个人一直认为：网络、并发相关的知识，相对其他一些编程知识点更难一些，主要是不好调试并且涉及内容太多！

所以今天就取一篇并发相关的内容分享下，我相信大家认真看完会有收获的。

大家可以先看看这个问题，看看这个是否有问题呢？那里有问题呢？

如果你在这个问题上面停留超过5s的话，那么表示你对这块某些知识还有点模糊，需要再巩固下，下面我们一起来分析下！

结论

多线程并发的同时进行set、get操作，A线程调用set方法，B线程并不一定能对这个改变可见！！！

分析

这个类非常简单，里面有一个属性，有2个方法：get、set方法，一个用来设置属性值，一个用来获取属性值，在设置属性方法上面加了synchronized。

隐式信息：多线程并发的同时进行set、get操作，A线程调用set方法，B线程可以里面感知到吗？？？

说到这里，问题就变成了synchronized在刚刚说的上下文下面能否保证可见性！！！

关键词synchronized的用法

* 指定加锁对象:对给定对象加锁，进入同步代码前需要获得给定对象的锁。
* 直接作用于实例方法:相当于对当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁。
* 直接作用于静态方法:相当于对当前类加锁，进入同步代码前要获得当前类的锁。
synchronized它的工作就是对需要同步的代码加锁，使得每一次只有一个线程可以进入同步块（其实是一种悲观策略）从而保证线程之间得安全性。

从这里我们可以知道，我们需要分析的属于第二类情况，也就是说多个线程如果同时进行set方法的时候，由于存在锁，所以会一个一个进行set操作，并且是线程安全的，但是get方法并没有加锁，表示假如A线程在进行set的同时B线程可以进行get操作。并且可以多个线程同时进行get操作，但是同一时间最多只能有一个set操作。

Java 内存模型 happens-before原则

JSR-133 内存模型使用 happens-before 的概念来阐述操作之间的内存可见性。在 JMM 中，如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见
，那么这两个操作之间必须要存在 happens-before 关系。这里提到的两个操作既可以是在一个线程之内，也可以是在不同线程之间。

与程序员密切相关的 happens-before 规则如下：

* 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before 于该线程中的任意后续操作。
* 监视器锁规则：对一个监视器的解锁，happens-before 于随后对这个监视器的加锁。
* volatile 变量规则：对一个 volatile 域的写，happens-before 于任意后续对这个 volatile 域的读。
* 传递性：如果 A happens-before B，且 B happens-before C，那么 A happens-before C。
注意，两个操作之间具有 happens-before 关系，并不意味着前一个操作必须要在后一个操作之前执行！happens-before
仅仅要求前一个操作（执行的结果）对后一个操作可见，且前一个操作按顺序排在第二个操作之前（the first is visible to and ordered
before the second）。

其中有监视器锁规则：对一个监视器的解锁，happens-before 于随后对这个监视器的加锁。
这一条，仅仅只是针对synchronized的set方法，而对于get并没有这方面的说明。

其实在这种上下文下面一个synchronized的set方法，一个普通的get方法，a线程调用set方法，b线程并不一定能对这个改变可见！

更多Java内存模型内存欢迎查看：深入理解 Java 内存模型
<https://mp.weixin.qq.com/s/rkxcqZCvCnC0Psr0_oJzbQ>，写的非常详细，建议多读几遍！！！

volatile

volatile可见性

前面happens-before原则就提到：volatile 变量规则：对一个 volatile 域的写，happens-before 于任意后续对这个
volatile 域的读。 volatile从而保证了多线程下的可见性！！！

volatile 禁止内存重排序

下面是 JMM 针对编译器制定的 volatile 重排序规则表：

为了实现 volatile 的内存语义，编译器在生成字节码时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。

下面是基于保守策略的 JMM 内存屏障插入策略：

* 在每个 volatile 写操作的前面插入一个 StoreStore 屏障。
* 在每个 volatile 写操作的后面插入一个 StoreLoad 屏障。
* 在每个 volatile 读操作的后面插入一个 LoadLoad 屏障。
* 在每个 volatile 读操作的后面插入一个 LoadStore 屏障。
下面是保守策略下，volatile 写操作插入内存屏障后生成的指令序列示意图：

下面是在保守策略下，volatile 读操作插入内存屏障后生成的指令序列示意图：

上述 volatile 写操作和 volatile 读操作的内存屏障插入策略非常保守。在实际执行时，只要不改变 volatile
写-读的内存语义，编译器可以根据具体情况省略不必要的屏障。

更多Java内存模型内存欢迎查看：深入理解 Java 内存模型
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双重检查锁实现单例中就需要用到这个特性！！！

模拟

通过上面的分析，其实这个题目涉及到的内容都提到了，并且进行了解答。

虽然你知道的原因，但是想模拟并不是一件容易的事情！，下面我们来模拟看看效果：
public class ThreadSafeCache { int result; public int getResult() { return
result; } public synchronized void setResult(int result) { this.result =
result; } public static void main(String[] args) { ThreadSafeCache
threadSafeCache = new ThreadSafeCache(); for (int i = 0; i < 8; i++) { new
Thread(() -> { int x = 0; while (threadSafeCache.getResult() < 100) { x++; }
System.out.println(x); }).start(); } try { Thread.sleep(1000); } catch
(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
threadSafeCache.setResult(200); } }
效果：

程序会一直卡在这边不动，表示set修改的200，get方法并不可见！！！

添加volatile 关键词观察效果

其实例子中synchronized关键字可以去掉，仅仅用volatile即可。

效果：

代码很快正常结束了！

结论：多线程并发的同时进行set、get操作，A线程调用set方法，B线程并不一定能对这个改变可见！！！
，上面的代码中，如果对get方法也加synchronized也是可见的，还是happens-before的
监视器锁规则：对一个监视器的解锁，happens-before 于随后对这个监视器的加锁。
，只是volatile比synchronized更轻量级，所以本例直接用volatile。但是对于符合非原子操作i++这里还是不行的还是需要synchronized。

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<https://mp.weixin.qq.com/s/rkxcqZCvCnC0Psr0_oJzbQ>，写的非常详细，建议多读几遍！！！

建议好好看看Java常见疑惑和陷阱
<https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NjIzNDk5NQ==&mid=2247486079&idx=1&sn=b12b74bc98c3e814f04c5a5e2a7b2b6f&chksm=fcaed063cbd9597551f4fb85e575dad51301d43141ba1aafc6377231cd32f79b17f5ef8c2334&token=1677546003&lang=zh_CN#rd>
，里面有很多很优秀的东西，如果你需要获取完整ppt，可以在公号对话框回复： “PPT” 即可获取完整文件！

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