掌握系列之并发编程--6.Java内存模型

掌握高并发、高可用架构

第二课 并发编程

从本课开始学习并发编程的内容。主要介绍并发编程的基础知识、锁、内存模型、线程池、各种并发容器的使用。

第六节 JAVA内存模型

JMM 内存模型

Java内存模型（Java Memory Model）规范了Java虚拟机与计算机内存是如何协同工作的。对于开发并发程序，理解Java内存模型是非常重要的。它规定了如何和何时可以看到由其他线程修改过的共享变量的值，以及在必要时如何同步的访问共享变量。

JMM内部原理

JMM把JVM内部划分为线程栈和堆。

每个运行在JVM中的线程都拥有自己的线程栈，这个线程栈包含了这个线程调用的方法当前执行点的相关信息。一个线程仅能访问自己的线程栈，线程创建的本地变量对其他线程不可见。

堆上包含Java程序中创建的所有对象，无论是哪个对象创建的，包括原始类型的对象版本。

一个原始类型的本地变量，它是在线程栈中的；

一个引用对象类型的本地变量，那么引用（这个本地变量）是在线程栈中，而引用的对象本身则是在堆中；

一个对象的方法内部的本地变量，仍然是在线程栈中的，即使方法所属的对象是在堆上；

一个对象的成员变量是在堆上，不管该变量是原始类型还是引用类型；

静态成员变量跟随类的定义一起存在堆上；

每个线程都有自己的工作内存，工作内存中保存了线程使用到的主内存中变量的副本

线程对变量的操作（读取、修改等）都必须在工作内存中进行，不能直接操作主内存

线程之间的值传递只能通过主内存来完成；不同线程之间无法访问对方的工作内存

协议

操作	解释	作用域	说明
lock	锁定	主内存	把一个变量表示为线程独占的状态
unlock	解锁	主内存	把一个变量从线程独占的状态释放出来，释放后的变量才能被其他线程锁定
read	读取	主内存	把一个变量从主内存传输到工作内存中
load	载入	工作内存	把read操作的变量值放入工作内存的变量副本中
use	使用	工作内存	把工作内存中的变量传递到执行引擎。当虚拟机遇到需要使用该 变量值的字节码指令时执行此操作
assign	赋值	工作内存	把执行引擎来的值赋给工作内存的变量。当虚拟机遇到给变量赋值 的字节码指令时执行此操作
store	存储	工作内存	把变量的值传到主内存
write	写入	主内存	把store操作的值放到主内存的变量中

不允许read和load、store和write单独出现，即不允许变量从主存读取了但是工作内存不接受的情况；不允许从工作内存写回了但主存不接受的情况

不允许一个线程丢弃它最近的assign操作，即变量在工作内存修改后，就必须同步回主存

不允许一个线程无原因的把数据从线程的工作内存同步回主存，即没有assign就不允许写回主存

一个新的变量只能在主存中创建，不允许在工作内存中使用一个违背初始化的变量，即要use必须load，要store必须assign

一个变量在同一时刻只允许一个线程进行lock，但一个线程可以执行多次lock操作，多次lock后，必须执行相同次数的unlock，变量才能解锁

没有lock就不能unlock，也不允许unlock由其他线程锁住的变量

对变量unlock时，必须先把变量同步回主存，即store、wirte