Java多線程之Java內存模型


如果要了解Java內存模型,就得對多線程的三大特性有初步的了解。

1、原子性:獨一無二、一個操作或者多個操作 要么全部執行並且執行的過程不會被任何因素打斷,要么就都不執行。比如i = i+1;其中就包括,讀取i的值,計算i,寫入i。這行代碼在Java中是不具備原子性的,則多線程運行肯定會出問題,所以也需要我們使用同步和lock這些東西來確保這個特性了。原子性其實就是保證數據一致、線程安全。

2、可見性:當多個線程訪問同一個變量時,一個線程修改了這個變量的值,其他線程能夠“立即”看得到修改的值。若兩個線程在不同的cpu,那么線程1改變了i的值還沒刷新到主存,線程2又使用了i,那么這個i值肯定還是之前的,線程1對變量的修改線程沒看到這就是可見性問題。

3、有序性:主要是用於線程間的通訊,比如join、wait等操作。

共享內存模型指的就是Java內存模型(簡稱JMM),JMM決定一個線程對共享變量的寫入時,能對另一個線程可見。從抽象的角度來看,JMM定義了線程和主內存之間的抽象關系:線程之間的共享變量存儲在主內存(main memory)中,每個線程都有一個私有的本地內存(local memory),本地內存中存儲了該線程以讀/寫共享變量的副本。本地內存是JMM的一個抽象概念,並不真實存在。它涵蓋了緩存,寫緩沖區,寄存器以及其他的硬件和編譯器優化。

從上圖來看,線程A與線程B之間如要通信的話,必須要經歷下面2個步驟:

1. 首先,線程A把本地內存A中更新過的共享變量刷新到主內存中去。

2. 然后,線程B到主內存中去讀取線程A之前已更新過的共享變量。

下面通過示意圖來說明這兩個步驟:

                                    

如上圖所示,本地內存A和B有主內存中共享變量x的副本。假設初始時,這三個內存中的x值都為0。線程A在執行時,把更新后的x值(假設值為1)臨時存放在自己的本地內存A中。當線程A和線程B需要通信時,線程A首先會把自己本地內存中修改后的x值刷新到主內存中,此時主內存中的x值變為了1。隨后,線程B到主內存中去讀取線程A更新后的x值,此時線程B的本地內存的x值也變為了1。

從整體來看,這兩個步驟實質上是線程A在向線程B發送消息,而且這個通信過程必須要經過主內存。JMM通過控制主內存與每個線程的本地內存之間的交互,來為java程序員提供內存可見性保證。

總結:什么是Java內存模型:java內存模型簡稱jmm,定義了一個線程對另一個線程可見。共享變量存放在主內存中,每個線程都有自己的本地內存,當多個線程同時訪問一個數據的時候,可能本地內存沒有及時刷新到主內存,所以就會發生線程安全問題。

注意:Java內存模型和Java內存結構不是一個概念,切記切記


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