Java内存模型

Posted 2021-01-26 chenchenxiaobao

内存模型

线程间通信

Java线程间的通信方式一般有共享内存及消息两种方式，其中消息通信一般为传统的wait()和notify()方法来实现线程间的显式通信。而另外一种则是采用共享内存来实现隐式通信。

 

内存模型概述

在Java内存模型（JMM）中，大致如下图所示：

??

 

(1)、线程A将本地变更的副本刷新到主存中去；

(2)、线程B从主存中读取共享变量。

 

具体步骤如下图所示：

??

 

 

指令重排序

1、编译器优化重排序（前提：不改变单线程程序语义）；

2、现代处理器支持的指令级并行重排序（前提：不存在数据依赖性）；

3、由于CPU通过缓存来实现读写，还会进行内存系统重排序。

如下图所示：

??

其中1是属于编译器重排序，2和3是属于处理器重排序，在处理器重排序之前。JMM会要求编译器在生成

指令序列时要插入特定类型的内存屏障（Memory Barriers）,通过内存屏障指令来禁止某些特定类型的处理器重排序。

 

重排序对多线程编程的影响

public class ReorderingTest {

　　int a = 0;

　　boolean flag = false;

 

　　int result = 0;

 

　　private void write() {

　　　　a = 1;

　　　　flag = true;

　　}

 

　　private void read() {

　　　　if (flag) {

　　　　　　result = a * a;

　　　　　　System.out.println("result=" + result);

　　　　}

　　}

}

 

如果有两上线程A和B，线程A调用完write()方法之后，线程B去调用read()方法，result打印出来未必是1，也有可能是0。因为重排序可能导致线程A先执行flag=true，再执行a=1;因为在单线程环境下把a=0与flag=true并无依赖关系。

 

happens-before

在JMM中，如果一个操作的结果对于另一个操作是可见的，那么我们就说这两个操作之间存在着happens-before关系。

 

happens-before规则如下：

1、程序顺序规则：一个线程中的每一个操作都happens-before于后续的所有操作；

2、监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于对这个锁的加锁；

3、volatile变量规则：对一个volatile变量的写，都happens-before于任意后续对该变量的读；

4、传递性：如果A happens-before B，B happens-before C，那么A happens-before C。

 

注意：两个操作之间具有happens-before关系，不一定前一个操作必须要在后一个操作之前得到执行！happens-before规则仅仅只是要求前一个操作的结果对于后一个操作是可见的。