Java内存模型

Wesley13
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注意区分java内存模型(JMM)和java内存结构或者叫内存布局的区别。JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对一个线程可见。内存结构见: https://my.oschina.net/uwith/blog/3110227

为什么有线程安全问题?:当多个线程同时共享,同一个全局变量或静态变量,做写的操作时,可能会发生数据冲突问题,也就是线程安全问题。但是做读操作是不会发生数据冲突问题。

什么是多线程之间同步?:当多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰

为什么使用线程同步或使用锁能解决线程安全问题呢?:将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题),只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁,让后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。 

静态同步函数使用当前class字节码文件,如下代码所示。

_//_这种静态方法加锁的对象其实就是本类的字节码文件 public static synchronized void testMethod() {

} public void testMethod(String data) { _//__这个加锁的东西其实是和上面的静态方法锁对象是一样的。 _ synchronized (MyClass.class){ } }

多线程特性:

原子性:即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。

可见性:当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。

有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。一般来说处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的

共享内存模型指的就是Java内存模型(简称JMM),JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对另一个线程可见。从抽象的角度来看,JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系:线程之间的共享变量存储在主内存(main memory)中,每个线程都有一个私有的本地内存(local memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念,并不真实存在。它涵盖了缓存,写缓冲区,寄存器以及其他的硬件和编译器优化

Java内存模型

从上图来看,线程A与线程B之间如要通信的话,必须要经历下面2个步骤:

1.、首先,线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。

2.、然后,线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

下面通过示意图来说明这两个步骤:

Java内存模型

如上图所示,本地内存A和B有主内存中共享变量x的副本。假设初始时,这三个内存中的x值都为0。线程A在执行时,把更新后的x值(假设值为1)临时存放在自己的本地内存A中。当线程A和线程B需要通信时,线程A首先会把自己本地内存中修改后的x值刷新到主内存中,此时主内存中的x值变为了1。随后,线程B到主内存中去读取线程A更新后的x值,此时线程B的本地内存的x值也变为了1。 从整体来看,这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息,而且这个通信过程必须要经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为java程序员提供内存可见性保证。

总结:什么是Java内存模型:java内存模型简称jmm,定义了一个线程对另一个线程可见。共享变量存放在主内存中,每个线程都有自己的本地内存,当多个线程同时访问一个数据的时候,可能本地内存没有及时刷新到主内存,所以就会发生线程安全问题。

关于volatile参见: https://my.oschina.net/uwith/blog/3004637

重排序概念:CPU会对代码执行实现优化,不会对有依赖关系做重排序,代码执行的顺序可能会发生改变,但是执行的结果不会发生任何改变。重排序只对多线程有影响,单线程不会有任何影响。

_//_重排序代码演示 public class ReorderExample { int a = 0; boolean b = false; _//__写入线程__A _ public void writer() { _//__这里的__a__和__b__没有依赖关系,可能会出现重排序 _ _//__出现先赋值__b__后赋值__a__的情况 _ a = 1; b = true; } _//__读取线程__B _ public void reader() { _//__如果线程__A__出现了重排序,那么线程__A__没问题,单是线程__B__就有问题, _ _//__这是如果是__b__先赋值,__a__后赋值,就可能会出现__temp=0__的情况 _ if (b) { int temp = a * a; } } }

这时我们给a、b两个变量加上volatile关键字就可以进行禁止重排序的操作。

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