细说Java多线程之内存可见性：学习笔记
Posted 木鲸鱼
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了细说Java多线程之内存可见性：学习笔记相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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一、基础概念
工作内存
java 中的一条单个线程直接操作变量的内存。
主内存
java 中的不同线程之间共享变量的内存。
共享变量
如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本，那么这个变量就是这几个线程的共享变量。
可见性
一个线程对共享变量值的修改，能够及时地被其他线程看到。
二、内存模型（JMM）
1. 内存模型规范
所有的变量都存储在主内存中，每个线程都有自己独立的工作内存，里面保存该线程使用到的变量的副本（主内存中该变量的一份拷贝）。
从规范中可以得出以下两条结论：
a. 线程对共享变量的所有操作都必须在自己的工作内存中进行，不能直接从主内存中读写。
b. 不同线程之间无法直接访问其他线程工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主内存来完成。
用图形来表示内存模型：
2. 多线程可见性实现原理
由于JMM规范的限制，要实现多线程之间的变量可见，就必须要通过主内存进行传递：
如果
线程1对共享变量的修改要想被线程2及时看到，必须要经过如下两个步骤步骤1、把
工作内存1中更新过的共享变量刷新到主内存中
步骤2、将主内存中最新的共享变量的值更新到工作内存2中
三、指令重排序
在执行程序时为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序分三种类型：
1. 编译器优化的重排序（编译器优化）
编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。
2. 指令级并行的重排序（处理器优化）
现代处理器采用了指令级并行技术（Instruction-Level Parallelism， ILP）来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
3. 内存系统的重排序（处理器优化）
由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。
从java源代码到最终实际执行的指令序列，会分别经历下面三种重排序：
上述的1属于编译器重排序，2和3属于处理器重排序。这些重排序都可能会导致多线程程序出现内存可见性问题。
重排序不会给单线程带来内存可见性的问题（因为 JMM 规定单线成一定遵循 as-if-serial语义）
四、as-if-serial 语义
无论如何重排序，程序执行的结果应该与代码顺序执行的结果一致（Java编译器、运行时和处理器都会保证Java在单线程下遵循as-if-serial语义）
int num1 = 1; // 第 1 行代码
int num2 = 2; // 第 2 行代码
int sum = num1 + num2; // 第 3 行代码
单线程：第1、2行的顺序可以重排，但是第3行不能和前两行一起重排序。
总结
多线程中的线程需要使用和操作主内存共享变量时，会拷贝主内存中的副本到自己的工作内存进行读写操作，这将会导致内存可见性问题：在单个线程对共享变量进行读写操作之后，如果不能及时更新主内存变量，其他线程访问并使用主内存中的变量时，会发生不可控制的变量不同步问题。
编译器和处理器会对多线程中的代码做指令重排序优化，它不会给单线程带来内存可见性问题，因为单线成遵循as-if-serial语义。
但在多线程中一定存在程序交错执行现象，由于JVM的代码优化机制使源代码进行指令重排序优化操作，势必会造成内存可见性问题。
以上是关于细说Java多线程之内存可见性：学习笔记的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章