线程数和并发数一线程并发笔记

三个概念1、可见性；
2、有序性；
3、原子性；
一、可见性并发问题都是程序在不合适的时间读取了不该读取的数据，所以想要透彻弄明白并发实质还是需要看计算机的数据如何存储。
计算的存储大体分为四个地方：硬盘（我们数据持久化之类的都是说的在这里）、内存、高速缓存、存储器。离cpu 越近的， cpu 读取速度越高，按照离cpu 的距离排序：寄存器、高速缓存、内存、硬盘。
这里我们主要讲一下高速缓存，缓存其实就是内存的部分拷贝，主要集成在cpu芯片上的，也是分了等级：三级缓存、二级缓存、一级缓存，按照等级，越低的缓存离cpu越近，存储的数据也就越小，一级缓存的数据大小为 64字节。
L1：CPU一级缓存；
L2：CPU二级缓存；
L3：CPU三级缓存；
其中 L3 是计算 CPU共享的， L1、L2是CPU中核独享的；
现在我们如果运行一个程序，那么数据是如何流转的？
首先是硬盘将数据通过总线等传输给内存，然后内存将数据传输到高速缓存，高速缓存在将数据给到寄存器， cpu直接读取寄存器数据。由此看出， cpu 读取数据都是从最近的开始读取，所以我们每次运行程序的时候都是第一次比较慢一些，之后的运行速度会比较快一点。这是因为，第一次cpu 读取时发现数据不在，然后一层一层的往下找，然后将数据在一层一层的写到内存、高速缓存上。
单核来说引入高速缓存没问题，但是多核的缓存是不是会有一致性的问题呢？
现在我们如果是多核的cpu 然后是每个cpu 运行数据的一部分，按照形式上都是内存到缓存然后到寄存器的，但是缓存这里是 L2\L1 是单核独享的，如何保证两个核心读取一份数据能够保持一致？这就引出伪共享

文章插图
线程1、2公共使用同一个CacheLine
x、y在同一个CacheLine
x、y都是volatile
如果线程1不断修改x ，线程2不断修改y ，那么修改的时候线程1就要不断通知线程2更新x、线程2就要不断通知线程1更新y
这里其实是缓存一致性协议，根据cpu 的厂商不通他们用的协议不一样，比如因特尔的叫做 MESI 协议等
这样的不断通知不断重新读取很浪费性能
这就叫伪共享
注意这是在计算机硬件级别，并不是程序控制的
所以在java程序中很多为了避免这种性能的浪费，采取了以空间换时间的方法-> 将主要的数据单独放到一个缓存行中。比如多线程框架中的 RingBuffer 这个类

package Singleton;public class LazySingleton {//懒汉式单例模式//比较懒 ， 在类加载时 ， 不创建实例 ， 因此类加载速度快 ， 但运行时获取对象的速度慢private static LazySingleton intance = null;//静态私用成员 ， 没有初始化private LazySingleton(){//私有构造函数}public static LazySingleton getInstance()//如果这里加锁 ， 每次拿到这个对象都要同步 ， 这显然不合理 ， 锁一般是锁最小的粒度 。{if(intance == null){synchronized(LazySingleton.class){if(intance==null){ //这里在判断一下 ， 是因为第一次可能同时好几个线程进来 ， 然后导致排队取锁 ， 然后重复的new  ， 这显然还是不行 ， 所以要判断一下nullintance = new LazySingleton();}}}return intance;}}

至此，感觉是不是这个懒汉的单例模式就ok了？加上锁，也不怕多线程的并发问题啦？其实，还是有问题的，我们简单的将对象的创建过程抽象描述一下：

申请一块内存
执行对象init 方法构造对象,也就是内存填值
将引用指针给到变量

【线程数和并发数一线程并发笔记】这里我们可以看到步骤二步骤三不存在依赖关系
如果线程1 正常拿到锁去创建对象；线程2 在（完全又可能发生：线程1 创建对象，但是还没完全创建--步骤二和步骤三发生指令重排）时判断对象不为空，直接返回，此时返回的就是一个不完全的对象（object）。

文章插图
所以我们还需要加 volatile 关键字来禁止指令重排.
这就是多线程并发的有序性。
注：笔记是观看马士兵老师课程与参看其他博客文章写的总结笔记。

线程数和并发数 一 线程并发笔记

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