Java 內存模型

 

一、爲何要引入java內存模型

　　java是支持多線程的，可是其可見性，原子性，有序性是致使多線程bug的緣由，因此引入java內存模型來解決這些問題。

 

二、什麼是java內存模型

　　java內存模型歸納來講是解決可見性和有序性的。

　　1）可見性 - 緩存致使

　　當建立線程時JVM會爲其建立本身的內存存儲本身的私有變量，可是全部的共享變量都存在於主存（共享區域）中，全部線程的操做都須要在本身的私有內存中操做，

因此當線程訪問共享變量時須要先將主存中變量copy到本身的工做內存，操做完後，寫會主存。 —— 故緩存會致使可見性bug

　　2)有序性 - 編譯器優化

　　當語句的執行順序調整後 不會對結果形成影響時，編譯器會進行優化，調整執行順序。 —— 故會致使有序性bug

　　例如：單例的double check問題，後續展開。

而java內存模型從某種角度來講，提供瞭解決按需禁止緩存和編譯優化的方法 。 包括 volatile,synchronized 和 final關鍵字，以及happens-before原則。

 

三、volatile關鍵字

 volatile禁用緩存，保證執行的有序性，但不能保證原子性。至關於弱化的synchronied。

可見性：

　　一、volatile修飾的共享變量，在工做內修改後，會強制立刻刷新到主存中。

　　二、valatile修飾的共享變量，一旦被一個線程修改完刷新到主存，則其餘工做內存中的此變量都失效，再讀取主存中的變量。

有序性：

　　volatile關鍵字修飾的變量以及以前的語句不會在JVM優化期間進行重排序（重排序：是指沒有數據依賴的語句進行排序。在單線程內沒有問題，優化效率還保證告終果的一致性，可是會影響併發中程序的正確性）

 

public class Singleton { /** * volatile修飾Singleton實例，保證singleton初始化時保證有序性 * instance = new Singleton(); * 其實JVM內部已經轉換爲多條指令： * //1：分配對象的內存空間 * memory = allocate(); * //2：初始化對象 * ctorInstance(memory); * //3：設置instance指向剛分配的內存地址 * instance = memory; * 可是通過重排序後以下： * //1：分配對象的內存空間 * memory = allocate(); * 3：設置instance指向剛分配的內存地址，此時對象還沒被初始化 * instance = memory; * //2：初始化對象 * ctorInstance(memory); * * 假設沒有volatile修飾。 * 線程1先佔有鎖，執行new Singleton(), 在給instance = memory分配內存地址的時候， * 線程2進入判斷語句singleton==null,引用地址不爲null， * 則線程2返回一個初始化不完整的實例，系統會報錯 * --------------------- */
    private static volatile Singleton singleton = null; private Singleton() { } public static Singleton getSingleton() { if (singleton == null) { synchronized (Singleton.class) { if (singleton == null) {// 2
                    singleton = new Singleton();// 3
 } } } return singleton; } }

單例double check問題

 

四、volatile如何禁用緩存

　　這涉及到關鍵的happens-before原則。happens-before是指前一個操做的結果對後續是可見的。

　　1）程序的順序執行

　　2）volatile變量禁用緩存規則，對後續該變量的查看是可見的

　　 3）傳遞性。A對於B可見，B對於C可見則A對於C可見

　　4）管程可見性。synchronized是管程的實現，前一個加鎖的線程操做對後一個線程時可見的。 synchronied解鎖後會強刷主存，因此後一個線程是可見的

　　 5）線程start();這條是關於線程啓動的。它是指主線程 A 啓動子線程 B 後，子線程 B 可以看到主線程在啓動子線程 B 前的操做.

　　

 

五、final關鍵字

final 關鍵字則是告訴編譯器它是不變的，可勁優化

 

原文出處：https://www.cnblogs.com/volare/p/12227237.html