Java内存模型

1.硬件的效率和一致性

 

 　　众所周知，处理器的运算速度和存储设备的运算效率相差几个数量级，处理器的运算速度比存储设备的运算效率高得多，为了缓解这种矛盾，Q1引入了高速缓存作为缓冲，但是这样还是有问题，什么问题呢?多个处理器都拥有自己的高速缓存，但它们又共享同一块主存，比如多个处理器操作了主存上的同一块数据，这个时候就有问题了到底谁是对的。这个时候又引入了Q2缓存一致性协议（具体有哪些可自行百度）。Q3处理器乱序执行代码，然后将结果重组保证结果正确性。类似的Java的内存访问方式和硬件的缓存访问操作很类似。相应的java即时编译器也有类似结果从组的指令重排序。

2.Java内存模型

 

 　　规则：

• 所有的变量都存储在主内存中，每条线程还有自己的工作内存（可以与前面将的处理器的高速缓存类比），线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量到主内存副本拷贝
• 线程对变量的所有操作（读取、赋值）都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。
• 不同线程之间无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递均需要在主内存来完成。

3.Java内存间相互操作

　　为了解决内存一致性，Java内存模型定义了8大操作来完成工作内存到主内存以及主内存到工作内存的内存操作，具体工作原理如下图：

 

 

 

 8大操作的使用原则：

　　1、不允许read和load，store和write操作单独出现。(参照流程图很好理解，read和write，load和store是成对出现的)

　　2、不允许一个线程丢弃它最近的assign操作，即变量在工作内存中的更新需要同步到主内存中。（待探求）

　　3、不允许线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据同步到主内存。（没有经过计算的数据是无意义的内存中本身就有）

　　4、一个新的变量只能在主内存中产生，不能在工作内存中直接使用未被初始化的变量。

　　5、一个变量在同一时刻只能被一个线程lock，并且lock和unlock需要成对出现。（为了线程安全）

　　6、如果对一个变量执行lock操作，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执行load或者assgin操作。（可能由于我的流程图不够完善，前半句是为了线程安全，后半句待探究）

　　7、对一个变量执行unclock之前，必须把此变量同步到主内存中。（同样确保线程安全）

　　初写博客作笔记用，不妥之处亟待修改完善，如有错误望大神指点！！！