Java内存模型

对于Java内存模型总结起来就是:
1. 为什么定义Java内存模型?现代计算机体系大部是采用的对称多处理器的体系架构。每个处理器均有独立的寄存器组和缓存,多个处理器可同时执行同一进程中的不同线程,这里称为处理器的乱序执行。在Java中,不同的线程可能访问同一个共享或共享变量。如果任由编译器或处理器对这些访问进行优化的话,很有可能出现无法想象的问题,这里称为编译器的重排序。除了处理器的乱序执行、编译器的重排序,还有内存系统的重排序。因此Java语言规范引入了Java内存模型,通过定义多项规则对编译器和处理器进行限制,主要是针对可见性和有序性。
2. 三个基本原则:原子性、可见性、有序性。
3. Java内存模型涉及的几个关键词:锁、volatile字段、final修饰符与对象的安全发布。其中:第一是锁,锁操作是具备happens-before关系的,解锁操作happens-before之后对同一把锁的加锁操作。实际上,在解锁的时候,JVM需要强制刷新缓存,使得当前线程所修改的内存对其他线程可见。第二是volatile字段,volatile字段可以看成是一种不保证原子性的同步但保证可见性的特性,其性能往往是优于锁操作的。但是,频繁地访问 volatile字段也会出现因为不断地强制刷新缓存而影响程序的性能的问题。第三是final修饰符,final修饰的实例字段则是涉及到新建对象的发布问题。当一个对象包含final修饰的实例字段时,其他线程能够看到已经初始化的final实例字段,这是安全的。
4. Happens-Before的7个规则:
(1).程序次序规则:在一个线程内,按照程序代码顺序,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。准确地说,应该是控制流顺序而不是程序代码顺序,因为要考虑分支、循环等结构。
(2).管程锁定规则:一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作。这里必须强调的是同一个锁,而"后面"是指时间上的先后顺序。
(3).volatile变量规则:对一个volatile变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作,这里的"后面"同样是指时间上的先后顺序。
(4).线程启动规则:Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作。
(5).线程终止规则:线程中的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测,我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值等手段检测到线程已经终止执行。
(6).线程中断规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生,可以通过Thread.interrupted()方法检测到是否有中断发生。
(7).对象终结规则:一个对象的初始化完成(构造函数执行结束)先行发生于它的finalize()方法的开始。
5. Happens-Before的1个特性:传递性。
6. Java内存模型底层怎么实现的?主要是通过内存屏障(memory barrier)禁止重排序的,即时编译器根据具体的底层体系架构,将这些内存屏障替换成具体的 CPU 指令。对于编译器而言,内存屏障将限制它所能做的重排序优化。而对于处理器而言,内存屏障将会导致缓存的刷新操作。比如,对于volatile,编译器将在volatile字段的读写操作前后各插入一些内存屏障。

posted @ 2019-06-05 08:34 Johar 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏