JMM简单了解

一、cache line

　　缓存时将多个数据缓存到同一行内，一旦其中一个数据被改变，整个缓存行会失效。

　　产生问题：伪共享。

　　解决方法：1.8之前可以使用缓存行对齐（64bytes）。1.8之后官方提供了解决方案通过对类或者变量添加@Contended注解实现，需要在JVM启动时设置-XX:-RestrictContended才会生效。

　　其他：Disruptor框架。

　　

二、java8中的原子操作（JSR-133已经放弃这种描述，但是JMM没有变化）

　　虚拟机实现时必须保证下面提及的每一种操作都是原子的、不可再分的：

　　lock（锁定）：作用于主内存的变量，它把一个变量标识为一条线程独占的状态。

　　unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定。

　　read（读取）：作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用。

　　load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。

　　use（使用）：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。

　　assign（赋值）：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。

　　store（存储）：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write操作使用。

　　write（写入）：作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。

　　Java内存模型还规定了在执行上述8种基本操作时必须满足如下规则：

　　不允许read和load、store和write操作之一单独出现，即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受，或者从工作内存发起回写了但主内存不接受的情况出现。

　　不允许一个线程丢弃它的最近的assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存。

　　不允许一个线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据从线程的工作内存同步回主内存中。

　　一个新的变量只能在主内存中“诞生”，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量，换句话说，就是对一个变量实施use、store操作之前，必须先执行过了assign和load操作。

　　一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。

　　如果对一个变量执行lock操作，那将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。

　　如果一个变量事先没有被lock操作锁定，那就不允许对它执行unlock操作，也不允许去unlock一个被其他线程锁定住的变量。

　　对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store、write操作）。

 

三、指令重排序

　　为了让满载流水线不中断，编译器和处理器会对指令进行重新排序。

 

四、as-if-serial

　　指令重排序的前提是，保证单线程的运行结果不会改变。

 

五、happens-before

　　程序次序规则：同一线程内，前面的代码先于后面的代码。

　　管理锁定规则：同一个锁的unlock操作先于（时间上）前一个lock操作。

　　volatile变量规则：volatile变量的写，先于（时间上）读。

　　线程启动规则：线程的start()方法先于它的每一个动作。

　　线程终止规则：线程的所有操作先于线程的终结。

　　线程中断规则：线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码。

　　对象终结规则：对象的构造函数执行、结束先于finalize()方法。

　　传递性：a先于b，b先于c，则a先于c。

　　说明：这里的先于仅代表前一个操作对后一个操作可见，不代表实际执行顺序。

 

六、内存屏障

屏障类型	指令示例	说明
LoadLoad屏障	Load1; LoadLoad; Load2	Load1的数据装载先于Load2及所有后续装载指令的装载。
StoreStore屏障	Store1; StoreStore; Store2	保证Store1的写入操作对其它处理器可见（刷新到内存）先于Store2及所有后续存储指令的存储。
LoadStore屏障	Load1; LoadStore; Store2	Load1的数据装载先于Store2及所有后续所有存储指令刷新到内存。
StoreLoad屏障	Store1; StoreLoad; Load2	保证Store1的写入操作对其它处理器可见（刷新到内存）先于Load2及所有后续装载指令的装载。