happen-before 规则

Posted 2021-01-09 xmsx

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由来

Java 内存模型的设计需要考虑两个关键点：

• 编译器和处理器：希望内存模型对于它们的束缚越少越好，从而做尽可能多的优化来提高性能。
• 程序员：希望内存模型易于理解。

两者相互矛盾，因此选取一个平衡点：在为程序员提供足够强内存可见性保证的基础上，对编译器和处理器的限制要尽量放宽松。

happen-before 规则不仅为程序员提供足够强内存可见性保证，而且容易理解，让程序员不需要学习重排序就可以进行多线程编程。

内容

• 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happen-before 于该线程中的任意后续操作。
• 锁规则：对一个锁的解锁操作，happen-before 于对随后这个锁的加锁操作。
• volatile 变量规则：对于一个 volatile 域的写，happen-before 于后续对这个 volatile 域的读。
• 传递性：如果 A heppen-before B，B heppen-before C，那么 A heppen-before C。
• 线程启动规则：线程对象的 start 方法 heppen-before 于该线程内的任意操作。
• 线程结束规则：线程中的任何操作一定 heppen-before 于其他线程检测到该线程结束。
• 线程中断规则：线程的 interrupt 方法 happen-before 于被中断线程的代码检测到中断事件的发生。
• 对象终结规则：一个对象的初始化完成 happen-before 于 finalize 方法的开始。

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程序顺序规则与《单线程程序语义》一样。

A happen-before B，要求操作 A 的执行结果对操作 B 可见，且在程序顺序上操作 A 排在操作 B 前面。

Java 内存模型让程序员认为在执行顺序上操作 A 同样排在操作 B 前面，无需担心重排序的影响。

但是实际上只要《重排序》不影响程序的执行结果，也是允许的，这就是上文所说的平衡点。