Java内存模型-Java内存模型的基础1
章节目录
- 1.并发编程需要解决的问题-线程间通信&线程间同步
- 2.Java内存模型的抽象结构
- 3.从源代码到指令序列的重排序
- 4.happens-before 简介
1.并发编程需要解决的问题-线程间通信&线程间同步
并发编程中需要处理两个关键问题:线程间通信、 线程间同步
线程之间通信机制分为两种:共享内存、消息传递
共享内存通信与同步
操作类型 | 实现方式 |
---|---|
通信 | 线程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存中的变量的公共状态进行隐式通信 |
同步 | 显式进行同步,必须显式制定某个方法或某段代码需要在线程之间互斥执行 |
消息传递通信与同步
操作类型 | 实现方式 |
---|---|
通信 | 线程之间没有公共状态,线程之间通过发送消息显式进行通信 |
同步 | 隐式进行同步,消息发送必须在消息发送之前 |
注意:java并发采用的是共享内存模型,java线程之间的通信总是隐式进行的。
2.Java内存模型的抽象结构
- 在Java中所有的实例对象、静态数据域、和数组元素都存储在堆内存当中,堆内存在线程之间是共享的。 -堆中数据域是线程共享的
- 局部变量、方法定义参数、和异常处理器参数不会在线程之间共享、他们不会有内存可见性问题,也不受内存模型的影响。-线程独享的
JMM简介
JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。(可见性保证)
如下图所示:
图示解释
1.线程之间共享的变量存储在主内存中,每个线程都有一个本地内存,本地内 存中存储了用共享内存中共享数据的副本。
线程A与线程B之间进行通信
1.线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主存中去 2.线程B到主存中去读取线程A之前已更新过的新的共享变量
JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为Java程序员提供内存可见性保证。
3.从源代码到指令序列的重排序
重排序的作用
在执行程序时,为了提高性能,编译器和处理器常常会对指令做重排序。
重排序类型 | 含义 |
---|---|
编译器优化的重排序 | 编译器在不改变单线程程序语义的前提下,可以重新安排语句的执行顺序 |
指令级并行的重排序 | 不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序 |
内存系统的重排序 | 处理器采用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看起来是在乱序执行 |
对于处理器重排序,JMM处理器重排序规则要求java编译器在生成指令序列 时,插入特定类型的内存屏障指令,通过内存屏障指令禁止特定类型的处理器 重排序。
4.happens-before 简介
Java内存模型,使用happens-before的概念来阐述操作之间的内存可见性、
在JMM中,如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见、那么两个操作之间必须要存在happens-before(前一个操作的结果对后一个操作可见)关系。
与程序员密切相关的happens-before规则如下:
1.程序顺序规则:一个线程中的每个操作,happens-before于线程中的任意后续操作。 2.监视器锁规则:对一个锁的解锁,happens-before于随后对这个锁的加锁。 3.volatile规则:对一个volatile域的写,happens-before于任意后续对这个volatile域的读。 4.传递性:如果A操作happens-beforeB,且B happens-before C,那么A happens-before C。
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