面試官：volatile能不能不保證原子性？如何解決呢？

volatile不保證原子性

大廠面試題：

• 請(qǐng)你談?wù)剬?duì)volatile的理解？
• CAS你知道嗎？
• 原子類AtomicInteger的ABA問題談?wù)?？原子更新引用知道嗎?/section>
• 我們都知道ArrayList是線程不安全的，請(qǐng)編碼寫一個(gè)不安全的案例并給出解決方案？
• 公平鎖/非公平鎖/可重入鎖/遞歸鎖/自旋鎖談?wù)勀愕睦斫?？?qǐng)手寫一個(gè)自旋鎖。
• CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore使用過嗎？
• 阻塞隊(duì)列知道嗎？
• 線程池用過嗎？ThreadPoolExecutor談?wù)勀愕睦斫猓?/section>
• 線程池用過嗎？生產(chǎn)上你是如何設(shè)置合理參數(shù)？
• 死鎖編碼及定位分析？

解析：

• volatile為什么不保證原子性？
• 請(qǐng)你使用代碼驗(yàn)證volatile不保證原子性？
• 有什么辦法讓volatile保證原子性？

1、volatile不保證原子性代碼驗(yàn)證

public?class?VolatileAtomDemo?{undefined
????//?volatile不保證原子性
????//?原子性：保證數(shù)據(jù)一致性、完整性
????volatile?int?number?=?0;

????public?void?addPlusPlus()?{undefined
????????number++;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{undefined
????????VolatileAtomDemo?volatileAtomDemo?=?new?VolatileAtomDemo();
????????for?(int?j?=?0;?j?20;?j++)?{
????????????new?Thread(()?->?{
????????????????for?(int?i?=?0;?i?1000;?i++)?{
????????????????????volatileAtomDemo.addPlusPlus();
????????????????}
????????????},?String.valueOf(j)).start();
????????}

????????//?后臺(tái)默認(rèn)兩個(gè)線程：一個(gè)是main線程，一個(gè)是gc線程
????????while?(Thread.activeCount()?>?2)?{undefined
????????????Thread.yield();
????????}
????????
????????//?如果volatile保證原子性的話，最終的結(jié)果應(yīng)該是20000
????????//?但是每次程序執(zhí)行結(jié)果都不等于20000
????????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"\tfinal?number?result?=?"?+?volatileAtomDemo.number);
????}
}

代碼執(zhí)行結(jié)果如下：多次執(zhí)行結(jié)果證明volatile不保證原子性

2、volatile不保證原子性原理分析

number++操作對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼：

number++被拆分成3個(gè)指令

• 執(zhí)行GETFIELD拿到主內(nèi)存中的原始值number
• 執(zhí)行IADD進(jìn)行加1操作
• 執(zhí)行PUTFIELD把工作內(nèi)存中的值寫回主內(nèi)存中

當(dāng)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行PUTFIELD指令的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)寫回主內(nèi)存覆蓋問題，所以才會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果不為20000，volatile不能保證原子性。

3、解決volatile不保證原子性問題

（1）方法前加synchronized解決

public?synchronized?void??addPlusPlus()?{
??number++;
}

（2）加鎖解決

//?使用鎖保證數(shù)據(jù)原子性
Lock?lock?=?new?ReentrantLock();
public?void?addPlusPlus()?{undefined
???lock.lock();
???number++;
???lock.unlock();
}

（3）原子類解決

//?使用原子類保證數(shù)據(jù)原子性
public?class?VolatileSolveAtomDemo?{

????//?原子Integer類型，保證原子性
????private?AtomicInteger?atomicNumber?=?new?AtomicInteger();

????//?底層通過CAS保證原子性
????public?void?addPlusPlus()?{undefined
????????atomicNumber.getAndIncrement();
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????VolatileSolveAtomDemo?volatileSolveAtomDemo?=?new?VolatileSolveAtomDemo();
????????for?(int?j?=?0;?j?20;?j++)?{undefined
????????????new?Thread(()?->?{undefined
????????????????for?(int?i?=?0;?i?1000;?i++)?{undefined
????????????????????volatileSolveAtomDemo.addPlusPlus();
????????????????}
????????????},?String.valueOf(j)).start();
????????}

?????//?后臺(tái)默認(rèn)兩個(gè)線程：一個(gè)是main線程，一個(gè)是gc線程
?????while?(Thread.activeCount()?>?2)?{
??????????Thread.yield();
?????}
?????//?因?yàn)関olatile不保證原子性，所以選擇原子類AtomicInteger來解決volatile不保證原子性問題
?????//?最終每次程序執(zhí)行結(jié)果都等于20000
?????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"\tfinal?number?result?=?"?+?volatileSolveAtomDemo.atomicNumber.get());

????}
}

代碼執(zhí)行結(jié)果如下：多次執(zhí)行結(jié)果證明原子類是可以解決volatile不保證原子性問題

來源：blog.csdn.net/longgeqiaojie304/

article/details/89819093

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