在Java中，線程部分是一個重點，本篇文章說的JUC也是關于線程的。JUC就是java.util .concurrent工具包的簡稱。這是一個處理線程的工具包，JDK 1.5開始出現的。下面一起來看看它怎么使用。

一、volatile關鍵字與內存可見性

1、內存可見性：
先來看看下面的一段代碼：

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上圖中這段代碼很簡單，就是一個ThreadDemo類繼承Runnable創建一個線程。它有一個成員變量flag為false，然后重寫run方法，在run方法里面將flag改為true，同時還有一條輸出語句。然后就是main方法主線程去讀取flag。如果flag為true，就會break掉while循環，否則就是死循環。按道理，下面那個線程將flag改為true了，主線程讀取到的應該也是true，循環應該會結束。運行結果

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從上圖中可以看到，該程序并沒有結束，也就是死循環。說明主線程讀取到的flag還是false，可是另一個線程明明將flag改為true了，而且打印出來了，這是什么原因呢？這就是內存可見性問題。

• 內存可見性問題：當多個線程操作共享數據時，彼此不可見。
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要解決這個問題，可以加鎖。如下：

加了鎖，就可以讓while循環每次都從主存中去讀取數據，這樣就能讀取到true了。但是一加鎖，每次只能有一個線程訪問，當一個線程持有鎖時，其他的就會阻塞，效率就非常低了。不想加鎖，又要解決內存可見性問題，那么就可以使用volatile關鍵字。

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2、volatile關鍵字：

• 用法：

volatile關鍵字：當多個線程操作共享數據時，可以保證內存中的數據可見。用這個關鍵字修飾共享數據，就會及時的把線程緩存中的數據刷新到主存中去，也可以理解為，就是直接操作主存中的數據。所以在不使用鎖的情況下，可以使用volatile。如下：

這樣就可以解決內存可見性問題了。

• volatile和synchronized的區別：
  volatile不具備互斥性(當一個線程持有鎖時，其他線程進不來，這就是互斥性)。
  volatile不具備原子性。

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二、原子性

1、理解原子性：
上面說到volatile不具備原子性，那么原子性到底是什么呢？先看如下代碼：

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這段代碼就是在run方法里面讓i++，然后啟動十個線程去訪問。看看結果：

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可以發現，出現了重復數據。明顯產生了多線程安全問題，或者說原子性問題。所謂原子性就是操作不可再細分，而i++操作分為讀改寫三步，如下：

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所以i++明顯不是原子操作。上面10個線程進行i++時，內存圖解如下：

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看到這里，好像和上面的內存可見性問題一樣。是不是加個volatile關鍵字就可以了呢？其實不是的，因為加了volatile，只是相當于所有線程都是在主存中操作數據而已，但是不具備互斥性。比如兩個線程同時讀取主存中的0，然后又同時自增，同時寫入主存，結果還是會出現重復數據。

2、原子變量：
JDK 1.5之后，Java提供了原子變量，在java.util.concurrent.atomic包下。原子變量具備如下特點：

• 有volatile保證內存可見性。
• 用CAS算法保證原子性。

3、CAS算法：
CAS算法是計算機硬件對并發操作共享數據的支持，CAS包含3個操作數：

• 內存值V
• 預估值A
• 更新值B

當且僅當V==B時，才會把B的值賦給V，即V = B，否則不做任何操作。就上面的i++問題，CAS算法是這樣處理的：首先V是主存中的值0，然后預估值A也是0，因為此時還沒有任何操作，這時V=B，所以進行自增，同時把主存中的值變為1。如果第二個線程讀取到主存中的還是0也沒關系，因為此時預估值已經變成1，V不等于B，所以不進行任何操作。

4、使用原子變量改進i++問題：

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• 定義:AtomicInteger是一個提供原子操作的Integer類，通過線程安全的方式操作加減。
• 使用場景?:適合高并發情況下的使用

  AtomicInteger是在使用非阻塞算法實現并發控制，在一些高并發程序中非常適合，但并不能每一種場景都適合，不同場景要使用使用不同的數值類。

  注意:高并發的情況下，i++無法保證原子性，往往會出現問題，所以引入AtomicInteger類。

原子變量用法和包裝類差不多，如下：

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