什么是JMM模型
Java内存模型(Java Memory Model简称JMM)是一种抽象的概念,并不真实存在,它描述的是一组规则或规范,通过这组规范定义了程序中各个变量(包括实例字段,静态字段和构成数组对象的元素)的访问方式。
JMM用来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让Java程序在各个平台下都能一致的内存访问效果。JMM是围绕着原子性,有序性、可见性建立的
- 原子性:就是说一个操作不能被打断,要么执行完要么不执行,类似事务操作,Java 基本类型数据的访问大都是原子操作,long 和 double 类型是 64 位,在 32 位 JVM 中会将 64 位数据的读写操作分成两次 32 位来处理,所以 long 和 double 在 32 位 JVM 中是非原子操作,也就是说在并发访问时是线程非安全的,要想保证原子性就得对访问该数据的地方进行同步操作,譬如 synchronized 等。
- 有序性:就是说 Java 内存模型中的指令重排不会影响单线程的执行顺序,但是会影响多线程并发执行的正确性,所以在并发中我们必须要想办法保证并发代码的有序性;在 Java 里可以通过 volatile 关键字保证一定的有序性,还可以通过 synchronized、Lock 来保证有序性,因为 synchronized、Lock 保证了每一时刻只有一个线程执行同步代码相当于单线程执行,所以自然不会有有序性的问题;除此之外 Java 内存模型通过 happens-before 原则如果能推导出来两个操作的执行顺序就能先天保证有序性,否则无法保证,关于 happens-before 原则可以查阅相关资料。
- 可见性:就是说当一个线程对共享变量做了修改后其他线程可以立即感知到该共享变量的改变,从 Java 内存模型我们就能看出来多线程访问共享变量都要经过线程工作内存到主存的复制和主存到线程工作内存的复制操作,所以普通共享变量就无法保证可见性了;Java 提供了 volatile 修饰符来保证变量的可见性,每次使用 volatile 变量都会主动从主存中刷新,除此之外 synchronized、Lock、final 都可以保证变量的可见性。
Java内存模型与内存交互操作
- lock(锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标记为一条线程独占状态
- unlock(解锁):作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定
- read(读取):作用于主内存的变量,把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用
- load(载入):作用于工作内存的变量,它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中
- use(使用):作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎
- assign(赋值):作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量
- store(存储):作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后的write的操作
- write(写入):作用于工作内存的变量,它把store操作从工作内存中的一个变量的值传送到主内存的变量中