JMM：java内存模型

内存模型

• java内存结构和java内存模型【Java Memory Model, JMM】不同；

• jmm定义了一套在多线程读写共享数据【成员变量，数组等】时，对数据的可见性，有序性，原子性的规则和保障；

• JMM：线程的内存【线程私有】和主内存【多线程共享】；

• synchronized，同步关键字；

  • 加synchronized关键字后，对应的monitor，监视器会对同步区起作用；
  • monitor一共有三部分：Owner，EntryList，WaitSet；

• 原子性：

  • 在多线程下，不会被其他线程干扰和中断，要么完整执行，要么不执行；
  • 因为cpu的一个并发机制，会导致多线程的指令交错，所引起的问题；

• 可见性：

  • 线程t在频繁访问主内存中的run值，JIT编译就会将run的值缓存到本地内存（如寄存器或线程栈），减少对主内存的访问；
  • code cache代码缓存中的机器码一旦生成就不可修改，除非触发优化；
  • 当main线程修改主内存中的run值时，但是t线程却永远看不到；

  static boolean run = true;
  Thread t = new Thread(()->{
     while(run) {
     } 
  }, "t");
  t.start();
  thread.sleep(1000);
  run = false;
  

  • Volatile：易变关键字；
    • 可以避免线程自己代码缓冲区查找变量的值，必须到主内存中获取它的值，必须直接操作主内存；
    • 仅能保证可见性，不保证原子性，适合一个线程写，多个线程读；
    • synchronized语句，既可以保证代码块的原子性，也可保证代码块的可见性，缺点：synchroized属于重量级操作，性能相对更低；

• 有序性：在同一个线程内，jvm会在不影响正确性的情况下，可能调正语句的执行顺序【指令重排】；

  • 在一个线程下是不影响正确定结果的，但是多线程下，可能产生错误；
  • eg：一个线程new 一个对象，但是当先赋值给变量在进行初始化时，另一个线程拿到的对象，可能还没进行初始化；
  • 使用volatile关键字，解决指令重排问题，明确volatile修饰的相对位置；

• happens-before：

  • 规定了哪些写操作对其他线程的读操作可见；
  • 它是可见性和有序性的规律总结；
    1. 线程对volatile变量的写，对接下来的其他线程对该变量的读可见；
    2. 线程解锁m之前对变量的写，对接下来的对m加锁的其他线程对该变量的读可见【前一个加锁解锁的写值，在相同锁的下的读可见性】；
    3. 线程start前对变量的写，在该线程开始后，对该变量的读是可见的【线程还没开始的写，对开始后的读可见】；
    4. 线程结束前对对边的写，其他线程在得知它结束后是可见的【isAlive()，join()】；
    5. 对线程打断前的写，对于其他线程得知被打断后，对该变量的读可见【主动打断别人，interrupted，然后可以读取它已经写入的值】；
    6. 对变量的默认值，【0，false，null】的写，对其他线程对该变量的读可见【第一次初始化】；
    7. 可见性，具有传递性；
    8. 这里的变量，成员变量或者静态变量；