Java 并发编程：互斥

不同线程的操作在访问共享数据时，会因为交织进行而导致线程干扰和内存一致性错误。
大多数 Java 语句在编译成伪代码后都由多条虚拟机指令组成，这使它们有可能被其他线
程的语句所分割交织。不能分割交织的操作乘称作原子动作，这些动作一旦发生，便不能
在中途停止，要么完全发生，要么根本不发生，直至动作结束。前文所提到的++操作不
是一个原子动作。虽然大部分 Java 语句都不是原子动作，但是也有一些动作可以认定为
是原子性的：
　　1.引用类型变量值的读和写。注意这儿是引用值的读写，而不是所引用对象内容的读
和写。
　　2.除了 long 和 double 之外的简单类型的读和写。
　　3.所有声明为 volatile 的变量的读和写，包括 long 和 double 类型以及引用类型
　　原子动作是不能被交织分割的，因此可以放心使用，不用担心线程干扰问题。但注意
内存一致性错误对于原子动作仍然是存在的。使用 volatile 关键字能够减小内存一致性错
误发生的风险，任何对 volatile

“

变量的写操作和之后进行的读操作都会自动建立 发生

”

过 关系。这意味着任何对于 volatile 变量的改变都是对其他线程可见的。另外当某线程读
一个 volatile 变量时，它看到的不仅仅是对该变量的最新改动，也能看到这一改变带来
的副作用。
　　使用原子变量访问要比使用互斥代码访问要高效得多，但是需要程序员人为地避免
内存一致性错误发生。是否需要额外措施避免这些错误往往取决于程序的规模和复杂度 。
java.util.concurrent 包中的类提供了不依赖于互斥原语的方法，在后面的文章我们将
逐步介绍。
　　内部锁与互斥
　　前面提到除少数原子动作能同时避免线程干扰和内存一致性错误外，其它操作都是
需要互斥保护才能避免错误的发生。这些保护技术在 Java 语言中通过互斥方法和互斥代
码实现。
　　互斥访问机制是建立在内部锁的实体概念上的。API

“

规范通常称这种实体为 管程

(monitor)”。内部锁在这两个问题的解决上扮演着重要的角色，它为线程对对象的状态进

“

”

行强制排他性访问，并建立对于可视性至关重要的 发生过 关系。
　　每个对象都有一个内部锁与其对应。如果一个线程需要排他一致性访问对象的字段，
它首先要在访问之前获得该对象的内部锁。当访问完成时需要释放该内部锁。线程在获得
该锁和释放该锁期间称作拥有该锁。一旦线程拥有内部锁，其他任何线程都不能再获得该
锁，它们在获得该锁时会被阻塞。

“

”

　　当线程释放该内部锁时， 发生过 关系就在该动作和同把锁的后继动作之间建立起
来。
　　互斥语句
　　创建互斥性操作的方法是互斥语句。互斥语句的语法格式如下：
1 synchronized(lock){
2