Java内存模型学习笔记

Posted 2020-09-22

     Java内存模型(JMM)：描述了java程序中各种变量(线程共享变量)的范根规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。共享变量就是指一个线程中的变量在其他线程中也是可见的。

　　共享变量可见性的实现:假设目前有两个线程:线程1和线程2。线程1的读取主内存的x=0到线程1的工作内存中，并执行将x=1操作；主内存会将x的最新值更新过来，即x=1；最后线程2的工作内存会将主内存的最新值更新过来。

　　共享内存可见性的实现方式:synchronized实现和volatile实现

　　1.synchronized实现：

　　①线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中；

　　②线程加锁时，将清空工作内容中的共享变量的值，从而使用共享变量需要从主内从中重新读取最新的值(注意:加锁与解锁需要同一把锁)

　　也就是说，线程解锁前对共享变量的修改，在下次加载时对其他线程也可见。线程执行互斥代码的过程如下:

　　1??获得互斥??

　　2??清空工作内存

　　3??从主内存拷贝变量的最新值副本到工作内存

　　④执行代码

　　5??将更新后的共享变量值刷新到主内存中

　　6??释放互斥??

　　PS:重排序 和 as-if-serial

　　(1)重排序就是代码书写的顺序与实现执行的顺序不同。指令重排序是编译器或处理器为了提高程序性能而做的优化

　　1??编译器优化重排序(编译器优化)；

　　2??指令级并行重排序(处理器优化)；

　　3??内存系统重排序(处理器优化)

　　(2)as-if-serial就是无论如何重排序，程序执行代码的结果都和顺序执行的相同。

　　在单线程中，重排序不影响内存的可见性。但是在多线程中，重排序可能会影响内存的可见性。具体如下:

　　①线程的交叉执行--------------------------------------------------------------------------------------原子性

　　②重排序结合线程的交叉执行--------------------------------------------------------------------------原子性

　　③共享变量更新后没及时在主内存更新-----------------------------------------------------------------可见性

　　△synchronized解决方案:锁 + 原子性

　　△volatile的解决方案:实现可见性，但是不能保证原子性。

　　volatile的可见性实现:内存屏障和禁止重排序优化。

　　1??对volatile变量执行写操作时，会在写操作后加入一条store屏障指令；

　　2??对volatile变量执行读操作时，会在读操作后加入一条load屏障指令；

　　volatile变量在每次被线程访问时，都强迫从主内存中重读该变量的值，而当该变量发生变化时，又会强迫线程将最新的值更新到主内存中，这样任何时刻，不同线程总能看到该变量的最新值。