并发编程-java内存模型

1. 基本概念

　　程序：静态，用于完成某些功能的代码。

　　进程：动态，运行中的程序

　　线程：进程中的实际运作单位，一个进程可以包含一个或多个线程。

2. JVM内存区域

• 堆：线程共享，存放实例对象 （OOM）
• 虚拟机栈 ：线程私有 ，Java方法在运行时的内存模型 （OOM)，存放局部变量、引用类型数据的地址、操作数栈
• 本地方法栈
• 方法区 : 线程共享，存放类信息，常量，静态变量等
• 程序计数器 ： 线程私有， 存放下一条指令的地址

3. java内存模型（java memory model, JMM，抽象的模型）

作用： 规范内存空间和工作空间数据的交互

主内存： 线程共享的信息

工作内存：线程私有的信息。基本数据类型，直接分配到工作内存。引用的地址存放在工作内存，引用的对象存放在堆中。

工作方式：

　　线程修改私有数据，直接在工作空间改

　　线程修改共享数据，把数据复制到工作空间中，在工作空间中修改，修改完成后，刷新到内存。

4. 硬件内存架构

CPU缓存一致性问题的解决方案：

1. 总线加锁（粒度太大） ： 降低CPU的吞吐量

2. 缓存一致性协议（MESI)

　　读操作：不做任何事情，把cache中的数据读到寄存器

　　写操作：发出信号通知其他CPU将该变量的cache line置为无效。其他CPU要访问这个变量只能从内存中读取。

 5. java线程与硬件处理器

6. 并发编程的三个特性

原子性：不可分割  x=1

可见性：线程只能操作自己工作空间中的数据

有序性：程序中的顺序不一定就是执行的顺序（编译重排序、指令重排序，目的：提高效率

JMM对三个特征的保证

1. JMM与原子性

1. X=10  写  原子性   如果是私有数据具有原子性，如果是共享数据没原子性（读写）  
2. Y=x  没有原子性
1. 把数据X读到工作空间（原子性）
2. 把X的值写到Y（原子性）
3. I++ 没有原子性
1. 读i到工作空间
2. +1；
3. 刷新结果到内存
4. Z=z+1 没有原子性
1. 读z到工作空间
2. +1；
3. 刷新结果到内存

多个原子性的操作合并到一起没有原子性

保证方式：

Synchronized

JUC   Lock的lock

 

JMM与可见性 ： 线程只能操作自己工作空间中的数据

 

     Volatile

     Synchronized:加锁

     JUC   JUC   Lock的lock

 

1. JMM与有序性 ：程序中的顺序不一定就是执行的顺序 

  Volatile：

  Synchronized：

Happens-before原则：

1. 程序次序原则
2. 锁定原则  ：后一次加锁必须等前一次解锁
3. Volatile原则：霸道原则
4. 传递原则：A---B ---C    A--C