【详解】Java内存模型中 happens-before规则

Java内存模型中 happens-before规则

1. 如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作课件，并且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。
2. 两个操作间存在happens-before关系，不意味着Java平台一定按照被该关系制定的顺序执行，如果重排序后不按照该顺序，但结果一致，那么这种重排序合法。

1. 程序顺序规则：

   • 一个线程中，按照程序执行的顺序，前面的操作happens-before于后面的操作。
   • 也就是符合单线程的思维，程序在前面对变量的修改对后续操作可见。

2. 监视器锁规则（管程锁）：

   • 一个锁的解锁 Happens-Before 于后续对这个锁的加锁
   • 管程：通用的同步原语，在Java语言中是synchronized的实现
   • synchronized中的加锁解锁操作是隐式的，前一个线程的解锁对后一个线程的加锁可见，这保证了对共享变量的可见性。

3. volatile变量规则：

   • 对一个volatile域的写，Happens-Before于对该域的读。

4. 传递性：A Happens-Before B，B Happens-Before C，则A Happens-Before C

   • 结合例子来看：

     class VolatileExample {
              
      int x = 0;
      volatile boolean v = false;
      public void writer() {
              
      x = 42;
      v = true;
      }
      public void reader() {
              
      if (v == true) {
              
     
      }
      }
     }
     

     • 根据规则1：x=42 Happens-Before于 v=true

     • 根据规则3：volatile 修饰的变量v=true的写 Happens-Before 于v=true的读

     • 根据规则4：x=42 Happens-Before 于v=true的读，也就是我们读到的x为42

       避免了多线程中CPU 缓存而导致可见性问题。

5. start()规则：父线程A中执行了子线程B的ThreadB.start()操作，则该操作 Happens-Before 于线程B中任何操作

   Thread B = new Thread(()->{
          
   });
   // 此处对共享变量 a 修改对B可见
    a = 77;
   // 主线程启动子线程
   B.start();
   

6. join()规则：线程等待原则，如果在线程 A 中，调用线程 B 的 join() 并成功返回，那么线程 B 中的任意
   操作 Happens-Before 于该 join() 操作的返回

   Thread B = new Thread(()->{
          
    a = 66;
   });
   B.start();
   B.join()
   // 子线程所有对共享变量的修改在主线程调用 B.join() 之后皆可见,A中看到a=66
   

7. 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用 Happens-Before 于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测到是否有中断发生。

8. 对象终结规则：一个对象的初始化完成(构造函数执行结束)先行发生于它的finalize()方法的开始。