JVM细谈Java内存模型JMM

Posted 2022-03-09 王六六的IT日常

JMM是Java内存模型，与JVM内存模型是两回事。
JMM的主要目标是定义程序中变量的访问规则(Happens-Before)。
在底层处理器内存模型的基础之上，定义自己的多线程。

JMM规定: 要想保证B操作能够看到A操作的结果(无论它们是否在同一个线程),那么A和B之间必须满足Happens-Before关系.

• 所有的变量都存储在主内存中----->共享。
• 每条线程还有自己的工作内存（相当于高速缓存，有利于提高访问速度）。
• 工作内存中保存的是主内存中变量的副本(copy)，线程对变量的读写操作是在自己的工作内存中进行，而不是直接读写主内存中的变量。

不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

Java内存模型的三大特性：原子性、可见性、有序性

多线程进行数据操作时，将可能发生线程安全问题，因此JMM需要提供原子性、可见性、有序性的保证。

volatile关键字

volatile关键字的特性是Java内存模型规定的
1.保证被此关键字修饰的变量对所有线程的可见性
2.禁止指令重排序
编译器重排序–>JVM重排序–>内存重排序

内存间（主内存和工作内存）的交互操作

变量从主内存读取到工作内存，然后同步回工作内存的细节，这就是主内存与工作内存之间的交互协议。
Java内存模型定义了以下8种操作来完成，它们都是原子操作（除了对long和double类型的变量）。

作用主内存:

• lock(锁定)
  作用于主内存中的变量，它将一个变量标志为一个线程独占的状态。
• unlock(解锁)
  作用于主内存中的变量，解除变量的锁定状态，被解除锁定状态的变量才能被其他线程锁定。
• read(读取)
  作用于主内存中的变量，它把一个变量的值从主内存中传递到工作内存，以便进行下一步的load操作。
• write(写入)
  作用于主内存中的变量，它把store传递过来的值放到主内存的变量中。

作用工作内存:

• load(载入)
  作用于工作内存中的变量，它把read操作传递来的变量值放到工作内存中的变量副本中。
• use(使用)
  作用于工作内存中的变量，这个操作把变量副本中的值传递给执行引擎。当执行需要使用到变量值的字节码指令的时候就会执行这个操作。
• assign(赋值)
  作用于工作内存中的变量，接收执行引擎传递过来的值，将其赋给工作内存中的变量。当执行赋值的字节码指令的时候就会执行这个操作。
• store(存储)
  作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的值传递到主内存中来，以便进行下一步write操作。

在将变量从主内存读取到工作内存中，必须顺序执行read、load。读取载入
要将变量从工作内存同步回主内存中，必须顺序执行store、write。存储写入