Java記憶體模型學習筆記

標籤：記憶體模型   style   原子性   記憶體   jvm   互斥   span   可見   其他   

     Java記憶體模型(JMM)：描述了java程式中各種變數(線程共用變數)的範根規則，以及在JVM中將變數儲存到記憶體和從記憶體中讀取出變數這樣的底層細節。共用變數就是指一個線程中的變數在其他線程中也是可見的。

　　共用變數可見度的實現:假設目前有兩個線程:線程1和線程2。線程1的讀取主記憶體的x=0到線程1的工作記憶體中，並執行將x=1操作；主記憶體會將x的最新值更新過來，即x=1；最後線程2的工作記憶體會將主記憶體的最新值更新過來。

　　共用記憶體可見度的實現方式:synchronized實現和volatile實現

　　1.synchronized實現：

　　①線程解鎖前，必須把共用變數的最新值重新整理到主記憶體中；

　　②線程加鎖時，將清空工作內容中的共用變數的值，從而使用共用變數需要從主內從中重新讀取最新的值(注意:加鎖與解鎖需要同一把鎖)

　　也就是說，線程解鎖前對共用變數的修改，在下次載入時對其他線程也可見。線程執行互斥代碼的過程如下:

　　1??獲得互斥??

　　2??清空工作記憶體

　　3??從主記憶體拷貝變數的最新值副本到工作記憶體

　　④執行代碼

　　5??將更新後的共用變數值重新整理到主記憶體中

　　6??釋放互斥??

　　PS:重排序 和 as-if-serial

　　(1)重排序就是代碼書寫的順序與實現執行的順序不同。指令重排序是編譯器或處理器為了提高程式效能而做的最佳化

　　1??編譯器最佳化重排序(編譯器最佳化)；

　　2??指令級並行重排序(處理器最佳化)；

　　3??記憶體系統重排序(處理器最佳化)

　　(2)as-if-serial就是無論如何重排序，程式執行代碼的結果都和順序執行的相同。

　　在單線程中，重排序不影響記憶體的可見度。但是在多線程中，重排序可能會影響記憶體的可見度。具體如下:

　　①線程的交叉執行--------------------------------------------------------------------------------------原子性

　　②重排序結合線程的交叉執行--------------------------------------------------------------------------原子性

　　③共用變數更新後沒及時在主記憶體更新-----------------------------------------------------------------可見度

　　△synchronized解決方案:鎖 + 原子性

　　△volatile的解決方案:實現可見度，但是不能保證原子性。

　　volatile的可見度實現:記憶體屏障和禁止重排序最佳化。

　　1??對volatile變數執行寫操作時，會在寫操作後加入一條store屏障指令；

　　2??對volatile變數執行讀操作時，會在讀操作後加入一條load屏障指令；

　　volatile變數在每次被線程訪問時，都強迫從主記憶體中重讀該變數的值，而當該變數發生變化時，又會強迫線程將最新的值更新到主記憶體中，這樣任何時刻，不同線程總能看到該變數的最新值。

 

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