java多线程的基础-java内存模型（JMM）

在并发编程中，需要处理两个关键问题：线程之间如何通信，以及线程之间如何同步。通信是指线程之间如何交换信息，在命令式编程中，线程之间的通信机制有两种：内存共享和消息传递。

     同步是指程序中用于控制不同线程间的操作发生相对顺序的机制。在共享内存并发模型中，同步是显性进行的。程序员需要显性设置某段代码在线程之间的互斥执行。在消息传递的并发模型中，由于消息的发送必须在消息的接受之前，因此同步是隐性进行的。

     Java并发采用的是共享内存模型。

 

     Java内存模型（JMM）的关键技术点都是围绕着多线程的原子性、有序性、可见性来建立的。

 

     1. 原子性-Atomicity

     原子性是指一个操作是不可中断的。即使在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程干扰。

     例如，对于一个静态变量i，有两个线程对其赋值，线程A给它赋值1，线程B给它赋值2，那么不管这两个线程如何工作，i要么是1，要么是2。线程A和B之间是没有干扰的，这就是原子性的一个特点，不可被中断。

     但是如果使用long类型（long类型是64位）的话，对于32位操作系统而言，long型数据的读写不是原子操作，也就是说，多个线程同时对一个long进行操作的话，线程之间的结果是有干扰的。

 

     2. 可见性-Visibility

     可见性是指当一个线程修改了一个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改。对于串行程序来说，这个问题是不存在的，因为在任何一个步骤中修改了变量值，在后续的步骤中读取这个值，一定是修改后的。

     但是在并行程序中就不见得了。如果一个线程修改了变量值，其他线程未必能马上知道这个改动。A线程和线程B分别读取了变量i，A再对变量i操作，这时候B是不一定能马上知道的。

 

     3.  有序性-Ordering

     对于一个线程的执行代码而言，我们总是习惯性的认为代码的执行是从前往后依次执行的。但是在并发时，程序的执行就可能出现乱序。给人的直观感受就是：后面的代码先执行，前面的代码后执行。听起来很不可思议，这是由于程序在执行时，可能会进行指令重排，即在不影响串行语义的情况下对指令的顺序进行调整，以优化CPU的执行效率（指令重排可以保证串行语义一致，但没有办法保证多线程间的语义也一致）。关于指令重排，后面抽空再写专门的文章来说明。

     虽然java虚拟机和执行系统会对指令进行重排，但是还是有一些原则是指令重排不能违背的，即Happen-Before规则：

          A 程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性

          B volatile规则：volatile变量的写，先发生于读，这保证了volatile变量的可见性（抽空写一篇关于volatile的介绍）

          C 锁规则：解锁（unlock）必然发生在随后的加锁（lock）前

          D 传递性：A先于B，B先于C，则A必然先于C

          E 线程的start()方法先于它的每一个动作

          F 线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）

          G 线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码

          H 对象的构造函数执行、结束先于finalize()方法

 

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