图灵学院java架构师vip

Posted 2020-11-26 qq2365217564

caier-20 我们一起努力，一起学习，加油！ caier-20

微云学习地址：https://share.weiyun.com/5mokPqU

网盘学习地址：https://pan.baidu.com/s/1CTx5SqUeM-ZKtDYLeovODQ 提取码：iclq

致学者：不论你在什么时候开始，重要的是开始之后请不要停止。

ava Memory Model，简称JMM，把它抽象成一种规范，用工作内存与主内存这两个概念。在JMM中主内存属于共享数据区域，从某个程度上讲应该包括了堆和方法区，而工作内存数据线程私有数据区域，从某个程度上讲则应该包括程序计数器、虚拟机栈以及本地方法栈。
主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问，但线程对变量的操作(读取赋值等)必须在工作内存中进行，首先要将变量从主内存拷贝的自己的工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写回主内存，不能直接操作主内存中的变量，工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝，前面说过，工作内存是每个线程的私有数据区域，因此不同的线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信(传值)必须通过主内存完成。

2. 八大原子操作
我们已经清楚，每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存(有些地方称为栈空间)，用于存储线程私有的数据，线程与主内存中的变量操作必须通过工作内存间接完成，主要过程是将变量从主内存拷贝到每个线程各自的工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后在某个不确定时刻再将变量写回主内存。这里再说具体一点，八大原子操作。

（1）lock(锁定)：作用于主内存的变量，把一个变量标记为一条线程独占状态
（2）unlock(解锁)：作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
（3）read(读取)：作用于主内存的变量，把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
（4）load(载入)：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中
（5）use(使用)：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎 （6）assign(赋值)：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量
（7）store(存储)：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write的操作
（8）write(写入)：作用于工作内存的变量，它把store操作从工作内存中的一个变量的值传送到主内存的变量中

3. 可见性/原子性/有序性

可见性/原子性/有序性是并发编程的三大特性。前面1，2点相当于对第一篇文章做了个复习和补充，接下来分析一下实实在在的代码。

 

4. volatile关键字
volatile关键字就是第一篇文章说的缓存一致性协议的一种实现方式，缓存一致性协议就是volatile关键字的方法论。

（1）保证可见性
volatile关键字保证可见性。当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值立即被其他的线程看到，即修改的值立即更新到主存中，当其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。（synchronized和Lock也可以保证可见性，因为它们可以保证任一时刻只有一个线程能访问共享资源，并在其释放锁之前将修改的变量刷新到内存中。）

那我们再来分析下。在上面的例子中，如果initFlag用volatile修饰，线程A把标志位刷新了，true值立即更新到主存中，线程B工作内存中的值同时失效。那线程B再想读，就只能从主存中去取，于是能正常停止。

（2）保证有序性
先说说概念。举个例子，如果变量i用volatile修饰：volatile int i=0;
i=10; //这叫volatile写
另一个变量=i; //这叫volatile读
不用volatile修饰的变量的读写叫普通读写

5. synchronized关键字
volatile关键字也没有保证原子性。
实际上，所有的并发模式在解决线程安全问题时，采用的方案都是序列化（一个一个来）访问临界资源（多个线程同时访问同一个共享、可变资源的情况， 这个资源我们称之其为临界资源）。即在同一时刻，只能有一个线程访问临界资源，也称作同步互斥访问。synchronized关键字是同步互斥访问方法之一（还有Lock，之后章节会手撕源码）。
怎么使用这些基础就不讲了，直接讲原理。synchronized关键字被编译成字节码后会被翻译成monitorenter和monitorexit两条指令分别在同步块逻辑代码的起始位置与结束位置。

那么这个是干嘛的呢？让每个线程在进入同步代码块或是同步方法时，去这个同步对象的对象头里去找monitor指针，目的是找到monitor对象（每个对象在创建时都会有一个与它对应的monitor对象），看里面的信息，判断可不可以申请到对象的锁。

（1）对象头是什么？——了解对象的内存布局
HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：对象头 （Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
对象头：比如 hash码，对象所属的年龄，对象锁，锁状态标志，偏向锁（线程）ID，偏向时间，数组长度（数组对象才有）等
实例数据：即创建对象时，对象中成员变量，方法等
对齐填充：对象的大小必须是8字节的整数倍

（2）偏向锁：如果线程1申请锁，获得了锁，那么锁就进入偏向模式，此时Mark Word 的结构也变为偏向锁结构，当这个线程再次请求锁时，无需再做任何同步操作，即获取锁的过程，这样就省去了大量有关锁申请的操作，从而也就提供程序的性能。如果线程2想要访问同步代码块了，会尝试修改一下对象头里面的线程id为自己（想让这个对象偏向自己），可能修改成功（线程1已经释放锁）；可能失败（线程1还占有着锁），这时线程2向虚拟机发出申请说，让线程1这次时间片用完了停一停，我要用了。