Java 複習 —— JMM基礎

基本內容

一、共享變量在線程間的可見性

二、synchronized實現可見性

三、volatile 實現可見性

1）指令重排序

2）as-if-serial

3）volatile 使用注意事項

四、volatile和synchronized的比較

一、可見性

一個線程對共享變量值的修改，可以及時地被其餘線程看到。

共享變量：若是一個變量在多個線程的工做內存中都存在副本，那麼這個變量就是這幾個線程的共享變量。

Java內存模型（JMM）：描述了Java程序中各類變量（共享變量）的訪問規則，以及在JVM中將變量存儲到內存和從內存中讀取出變量這樣的底層細節。

二、JMM 基本規則

1）全部的變量都存儲在在主內存中。

2）每一個線程都有本身獨立的工做內存，裏面保存該線程使用到的變量副本（主內存中該變量的一份拷貝）。

3）線程對共享變量的全部操做都必須在本身的工做內存中進行，不能直接從主內存中讀寫

4）不一樣線程之間沒法直接訪問其餘線程工做內存中的變量，線程間變量值的傳遞須要經過主內存來完成。

三、共享變量實現可見性的原理

1）首先在本身線程Thread1裏修改共享變量x=1

2）而後更新主內存的x=1

3）其次其餘線程Thread2從主內存中讀取x=1，更新本身線程的值，

這樣連續性的操做，能夠保證任何一個線程的獨立內存中的共享變量都是最新的值！

四、Java層面實現可見性的方式

1）synchronized

2）volatile

3）concurrent 包

五、synchronized

1）線程解鎖前，必須把共享變量的最新值刷新到主內存中

2）線程加鎖時，將清空工做內存中共享變量的值，從而使用共享變量時須要從主內存中從新讀取最新的值。（注意：加鎖與解鎖須要同一把鎖）

六、synchronized 修飾時，JVM操做的步驟

1）首先得到互斥鎖

2）清空工做內存

3）從主內存拷貝變量的最新副本到工做內存

4）執行代碼

5）將更改後的共享變量值刷新到主內存

6）釋放互斥鎖

七、重排序

代碼書寫的順序與實際執行的順序不一樣，指令重排序是編譯器或處理器爲了提升程序性能而作的優化！

1）編譯器優化

2）指令優化

3）內存系統優化

最後的結果：有可能致使代碼的執行的順序與編寫順序不一致，可是能夠提升CPU性能

八、as-if-serial

不管如何重排序，程序的運行結果都是保持一致的！

單線程中是不能會由於重排序帶來內存可見性的問題。

多線程則會因爲重排序帶來共享變量不一致的問題。

九、致使共享變量在線程間不可見的緣由

1）線程交叉執行。（原子性來保證）

2）重排序結合線程交叉執行。（原子性來保證）

3）共享變量未及時更新。（內存可見性來保證）

十、synchronized 修飾變量、修飾方法或代碼塊

1）擁有原子性

2）擁有內存可見性

3）重量級

因此他可以實現線程間執行操做的安全性！

十一、volatile 修飾變量

1）不保證原子性

2）擁有可見性

3）輕量級

十二、關於 i++

1）首先讀取，從主內存中讀取i的值更新到當前工做內存中

2）其次改變，對i進行加1

3）最後更新，從當前工做內存中的值刷新到主內存中去

因此，這不是一個原子操做，在這個操做過程當中勢必會致使線程間交互而致使值的混亂！解決方式就是保證 i++ 具備原子性

1）使用synchronized

2）使用Lock對象,concurrent 包中

Lock lock = new RentrantLock();

try{

    lock.lock();

    i++

}finally{

    lock.unlock();

}

1三、volatile 使用場合

1）對變量的寫入操做不依賴其當前值，好比Boolean值，可是 i++ 或 i=i+5

2）該變量沒有包含在其餘變量的不變式中，好比： low < high （這裏我也不是很清楚）

注意：共享變量都必須是private

final 也實現了內存可見性，由於他的值是不可修改的！

1四、結論

對一個共享變量不只僅要關心他的寫，還關心他的讀，兩者都要加鎖；

volatile是輕量級的，能使用，儘可能使用！