CPU內存模型 和 JAVA內存模型 講解

CPU 內存模型

在講解 JAVA 內存模型以前，先了解 CPU 內存模型，由於JAVA內存模型跟它是十分類似的。

圖中的 Core 就是一個 CPU。能夠看得出：

1. L1 和 L2 是每一個CPU本身的高速緩存
2. L3 是多個CPU之間共享緩存。
3. 黃色的就是主內存。
4. L一、L二、L3 的存儲的速度、以及存儲的東西逐漸減小。
5. L1 和 L2 的緩存命中率均爲 80%
6. 達到 L3 緩存的數據佔比 4% 左右。

JAVA 內存模型

能夠看得出這個跟 CPU 內存時十分類似的。黃色部分 Memory 至關於 CPU 的 L3 緩存了。 同時也能夠看到啊， Copy Memory 是拷貝過來的。也正由於這個東西的存在，引出了變量的可見性問題。

可見性問題

class XXX {
	private static int a = 0;
	Thread threadA = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " a = " + a);
            a = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " a = " + a);
        }, "ThreadA");


        Thread threadB = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " a = " + a);
            a = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " a = " + a);
        }, "ThreadB");
}
複製代碼

當 new 多個線程去修改 a 這個變量時，就會出現可見性問題。也就是 ： thread-A ：a ->1 。可是 thread-B 不必定讀到 a 就是1，可能仍是 0 ；

重排序問題

簡單解釋：

java 在執行程序時，可能會對指令進行重排。也就是按照代碼順序：

b = 1;
x = a;
複製代碼

可是執行時可能會變成：

x = a;
b = 1;
複製代碼

源代碼到真正執行通常會通過： 源代碼 -> 編譯器重排序 -> 處理器重排序 -> 最終執行順序

可是呢！！！ 重排序也不是無條件去重排序的。他必須遵循一個 happen-before 規則。

happen-before 規則：