Java 复习 —— JMM基础

基本内容

一、共享变量在线程间的可见性

二、synchronized实现可见性

三、volatile 实现可见性

1）指令重排序

2）as-if-serial

3）volatile 使用注意事项

四、volatile和synchronized的比较

一、可见性

一个线程对共享变量值的修改，可以及时地被其余线程看到。

共享变量：若是一个变量在多个线程的工做内存中都存在副本，那么这个变量就是这几个线程的共享变量。

Java内存模型（JMM）：描述了Java程序中各类变量（共享变量）的访问规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。

二、JMM 基本规则

1）全部的变量都存储在在主内存中。

2）每一个线程都有本身独立的工做内存，里面保存该线程使用到的变量副本（主内存中该变量的一份拷贝）。

3）线程对共享变量的全部操做都必须在本身的工做内存中进行，不能直接从主内存中读写

4）不一样线程之间没法直接访问其余线程工做内存中的变量，线程间变量值的传递须要经过主内存来完成。

三、共享变量实现可见性的原理

1）首先在本身线程Thread1里修改共享变量x=1

2）而后更新主内存的x=1

3）其次其余线程Thread2从主内存中读取x=1，更新本身线程的值，

这样连续性的操做，能够保证任何一个线程的独立内存中的共享变量都是最新的值！

四、Java层面实现可见性的方式

1）synchronized

2）volatile

3）concurrent 包

五、synchronized

1）线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中

2）线程加锁时，将清空工做内存中共享变量的值，从而使用共享变量时须要从主内存中从新读取最新的值。（注意：加锁与解锁须要同一把锁）

六、synchronized 修饰时，JVM操做的步骤

1）首先得到互斥锁

2）清空工做内存

3）从主内存拷贝变量的最新副本到工做内存

4）执行代码

5）将更改后的共享变量值刷新到主内存

6）释放互斥锁

七、重排序

代码书写的顺序与实际执行的顺序不一样，指令重排序是编译器或处理器为了提升程序性能而作的优化！

1）编译器优化

2）指令优化

3）内存系统优化

最后的结果：有可能致使代码的执行的顺序与编写顺序不一致，可是能够提升CPU性能

八、as-if-serial

不管如何重排序，程序的运行结果都是保持一致的！

单线程中是不能会由于重排序带来内存可见性的问题。

多线程则会因为重排序带来共享变量不一致的问题。

九、致使共享变量在线程间不可见的缘由

1）线程交叉执行。（原子性来保证）

2）重排序结合线程交叉执行。（原子性来保证）

3）共享变量未及时更新。（内存可见性来保证）

十、synchronized 修饰变量、修饰方法或代码块

1）拥有原子性

2）拥有内存可见性

3）重量级

因此他可以实现线程间执行操做的安全性！

十一、volatile 修饰变量

1）不保证原子性

2）拥有可见性

3）轻量级

十二、关于 i++

1）首先读取，从主内存中读取i的值更新到当前工做内存中

2）其次改变，对i进行加1

3）最后更新，从当前工做内存中的值刷新到主内存中去

因此，这不是一个原子操做，在这个操做过程当中势必会致使线程间交互而致使值的混乱！解决方式就是保证 i++ 具备原子性

1）使用synchronized

2）使用Lock对象,concurrent 包中

Lock lock = new RentrantLock();

try{

    lock.lock();

    i++

}finally{

    lock.unlock();

}

1三、volatile 使用场合

1）对变量的写入操做不依赖其当前值，好比Boolean值，可是 i++ 或 i=i+5

2）该变量没有包含在其余变量的不变式中，好比： low < high （这里我也不是很清楚）

注意：共享变量都必须是private

final 也实现了内存可见性，由于他的值是不可修改的！

1四、结论

对一个共享变量不只仅要关心他的写，还关心他的读，两者都要加锁；

volatile是轻量级的，能使用，尽可能使用！