Java多线程内存模型总结

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