Java多线程内存模型
1.并发线程间的通信机制有两种: 共享内存和消息传递
a.共享内存和消息传递的区别:
共享内存:线程间有公共状态,通过读写内存中的公共状态隐式通信
消息传递:线程间没有功能状态,线程间通过发送消息显示通信
Java线程使用的是共享内存的方式实现线程通信
2.线程内存可见性数据(结合JVM内存结构)
a.所有实例域、静态域、数组元素存储的堆中,会有可见性问题
b.局部变量、方法参数和异常处理器参数,生命周期与线程同步,没有可见性问题
volatile修饰成员变量的作用: 改变变量,同步刷新到共享内存中,保证了内存的可见性
synchorized修饰的方法或代码块,确保多线程在并发同一刻,只有一个线程处于方法或代码块中,确保线程访问的可见性和排他性
3.JAVA线程内存模型(线程——工作内存——主内存)
线程之前的共享变量存储在主内存中,每个线程有一个私有的本地内存(工作内存),本地内存(工作内存)存储的是该线程以读写的共享变量副本
4.JAVA线程重排序: 执行程序时,编译器和处理器常常会对指令做重排序
a.编译器优化重排序:编译器在不改变单线程语义的前提下,可以重新安排语句的执行顺序
b.指令级并行重排序:属于处理器重排序——现代处理器通过指令级并行技术,来将多条指令重叠执行
c.内存系统的重排序:属于处理器重排序——处理器使用缓存和读写缓冲区
编译器可以通过内存屏障,禁止特定的处理器重排序
5、Java处理多线程内存语义(volatile,final,锁)
两大特性: 可见性、原子性和有序性
可见性:读取一个变量的值,可以立即看到其他线程对此变量的修改
原子性: 一个操作是不可中断的。一个线程执行操作,不受其他线程的干扰
有序性: 指令重排,线程执行顺序。指令重排可以保证串行语义一致,不能保证多线程并发语义一致
a. volatile的运行原理
volatile处理线程并发的时候,具有可见性,也具有不完整的原子性(缺点:对于num++这种复合型操作,不具有原子性)——可以用current包下的原子类进行替换
volatile的内存语义:
读的内存语义:当读一个volatile变量时,JMM会将该线程的本地变量设置为无效,将从主内存中获取到共享变量
写的内存语义:当写一个volatile变量时,JMM会将该线程的本地内存中的共享变量刷新到主内存中
b.锁的工作原理
锁的内存语义:
释放的内存语义:当线程释放锁时,JMM会将该线程的本地内存中的共享变量刷新到主内存中
获取锁的内存语义:当线程获取锁时,JMM会将该线程的本地内存设置为无效,从而使被监听器保护的临界区代码必须从主内存中读取共享变量