Java多線程——從內存模型角度理解原子性問題和可見性問題

1、從操做系統角度理解程序、進程、線程

1.1 強烈推薦兩篇博文，闡述的是Linux的程序、進程、線程的內存使用

Linux從程序到進程：www.cnblogs.com/vamei/archi…

Linux併發與同步：www.cnblogs.com/vamei/archi…

1.2 下圖是Java中多線程在內存中的分佈。建議先看上面兩篇文章，寫的很好因此直接推薦。

Heap（堆）是一個進程中的全部線程共享的，用於存儲動態變量；每建立一個線程，就會給這個線程分配一個棧，Thread棧是線程獨有的，一個線程沒法訪問其餘線程棧（局部變量存儲在棧中）。

1.3 下圖爲Java的堆和棧中的對象存儲位置

2、多線程原子性問題和內存可見性問題

2.1 Java內存模型與硬件模型

2.2 原子性問題和可見性問題

         內存可見性問題，從2.1中的內存模型與硬件模型可知，每一個CPU都有本身的寄存器（CPU Registers）以及緩存（CPU Cache Memmory），線程的運行硬件是CPU，一個線程操做主內存的數據時，先從主內存中讀取數據，CPU進行運算，可是運算結束後，有可能並不會將數據存入主內存（RAM-Main Memory），這樣其餘線程降沒法看到數據的變化，這就致使了內存可見性問題。
         原子性問題，如圖中的Race Condition那張圖，count是一個共享的可變變量，左邊的線程和右邊的線程對count的操做都是count+1，這個操做分爲三個步驟：讀取count的值→count+1→存儲count。左線程在讀取了count的值爲1後，正在作count+1時，右線程讀取的count值仍然爲1，右線程也作了count+1，但也是1+1，這樣當兩個線程作完三個步驟後，count是2並非3，這樣就引入了原子性問題。這樣的三個步驟應該以原子的方式進行（即在這三個步驟運行過程當中，不能有其餘操做），這樣的操做也叫 複合操做。