也许有人会问,如果只有n++,会产生“脏数据”吗?答案是肯定的。那么n++只是一条语句,又如何在执行过程中将CPU交给其他的线程呢?其实这只是表面现象,n++在被Java编译器编译成中间语言(也叫做字节码)后,并不是一条语言。让我们看看下面的Java代码将会被编译成什么样的Java中间语言。
Java源代码
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Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />
http://www.CodeHighlighter.com/<br />
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-->public void run()
{
n++;
}
被编译后的中间语言代码
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http://www.CodeHighlighter.com/<br />
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--> 001 public void run()
002 {
003 aload_0
004 dup
005 getfield
006 iconst_1
007 iadd
008 putfield
009 return
010 }
大家可以看到在run方法中只有n++一条语句,而在编译后,却有7条中间语言语句。我们并不需要知道这些语句的功能是什么,只看一下第005、007和008行语句。在005行是getfield,根据它的英文含义可知是要得到某个值,因为这里只有一个n,所以毫无疑问,是要得到n的值。而在007行的iadd也不难猜测是将这个得到的n值加1。在008行的putfield的含义我想大家可能已经猜出来了,它负责将这个加1后的n再更新回类变量n。说到这,可能大家还有一个疑惑,执行n++时直接将n加1不就行了,为什么要如此费周折。其实这里涉及到一个Java内存模型的问题。
Java的内存模型分为主存储区和工作存储区。主存储区保存了Java中所有的实例。也就是说,在我们使用new来建立一个对象后,这个对象及它内部的方法、变量等都保存在这一区域,在MyThread类中的n就保存在这个区域。主存储区可以被所有线程共享。而工作存储区就是我们前面所讲的线程栈,在这个区域里保存了在run方法以及run方法所调用的方法中定义的变量,也就是方法变量。在线程要修改主存储区中的变量时,并不是直接修改这些变量,而是将它们先复制到当前线程的工作存储区,在修改完后,再将这个变量值覆盖主存储区的相应的变量值。
在了解了
Java
的内存模型后,就不难理解为什么
n++
也不是原子操作了。它必须经过一个拷贝、加
1
和覆盖的过程。这个过程和在MyThread类中模拟的过程类似。大家可以想象,如果在执行到
getfield
时,
thread1
由于某种原因被中断,那么就会发生和MyThread类的执行结果类似的情况。要想彻底解决这个问题,就必须使用某种方法对n进行同步,也就是在同一时间只能有一个线程操作n,这也称为对n的原子操作。
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