線程與內存交互操做

  線程與內存交互操做 
 

         全部的變量（實例字段，靜態字段，構成數組對象的 元素，不包括局部變量和方法參數）都存儲在主內存中，每一個線程有本身的工做內存，線程的工做內存保存被線程使用到變量的主內存副本拷貝。線程對變量的全部操做都必須在工做內存中進行，而不能直接讀寫主內存的變量。不一樣線程之間也不能直接訪問對方工做內存中的變量，線程間變量值的傳遞經過主內存來完成。 

Java內存模型定義了八種操做

• lock（鎖定）：做用於主內存的變量，它把一個變量標識爲一個線程獨佔的狀態
• unlock（解鎖）：做用於主內存的變量，它把一個處於鎖定狀態的變量釋放出來，釋放後的變量才能夠被其餘線程鎖定
• read（讀取）：做用於主內存的變量，它把一個變量的值從主內存傳送到線程中的工做內存，以便隨後的load動做使用
• load（載入）：做用於工做內存的變量，它把read操做從主內存中獲得的變量值放入工做內存的變量副本中
• use（使用）：做用於工做內存的變量，它把工做內存中一個變量的值傳遞給執行引擎
• assign（賦值）：做用於工做內存的變量，它把一個從執行引擎接收到的值賦值給工做內存中的變量
• store（存儲）：做用於工做內存的變量，它把工做內存中的一個變量的值傳送到主內存中，以便隨後的write操做
• write（寫入）：做用於主內存的變量，它把store操做從工做內存中獲得的變量的值寫入主內存的變量中

Java內存模型還規定了執行上述8種基本操做時必須知足以下規則

     一、不容許read和load、store和write操做之一單獨出現，以上兩個操做必須按順序執行，但沒有保證必須連續執行，也就是說，read與load之間、store與write之間是可插入其餘指令的。

     二、不容許一個線程丟棄它的最近的assign操做，即變量在工做內存中改變了以後必須把該變化同步回主內存。

     三、不容許一個線程無緣由地（沒有發生過任何assign操做）把數據從線程的工做內存同步回主內存中。

     四、一個新的變量只能從主內存中「誕生」，不容許在工做內存中直接使用一個未被初始化（load或assign）的變量，換句話說就是對一個變量實施use和store操做以前，必須先執行過了assign和load操做。

    五、一個變量在同一個時刻只容許一條線程對其執行lock操做，但lock操做能夠被同一個條線程重複執行屢次，屢次執行lock後，只有執行相同次數的unlock操做，變量纔會被解鎖。

    六、若是對一個變量執行lock操做，將會清空工做內存中此變量的值，在執行引擎使用這個變量前，須要從新執行load或assign操做初始化變量的值。

    七、若是一個變量實現沒有被lock操做鎖定，則不容許對它執行unlock操做，也不容許去unlock一個被其餘線程鎖定的變量。

    八、對一個變量執行unlock操做以前，必須先把此變量同步回主內存（執行store和write操做）。

volatile關鍵字的做用

        保證了新值能當即存儲到主內存，每次使用前當即從主內存中刷新。 
        禁止指令重排序優化。 
        注：volatile關鍵字不能保證在多線程環境下對共享數據的操做的正確性。可使用在本身狀態改變以後須要當即通知全部線程的狀況下。    

final域

        final類型的域是不能修改的，除了這一點外，在Java內存模型中，final域還有着特殊的語義，final域能確保初始化過程的安全性，從而能夠不受限制地訪問不可變對象，並在共享這些對象時無須同步。具體而言，就是被final修飾的字段在構造器中一旦被初始化完成，而且構造器沒有把「this」的引用傳遞出去（this引用逃逸是一件很危險的事情，其餘線程有可能經過這個引用訪問到「初始化了一半」的對象），那麼在其餘線程中就能看到final字段的值，並且其外、外部可見狀態永遠也不會改變。它所帶來的安全性是最簡單最純粹的。