Java 内存模型与线程

概述：

1.每个电脑的处理器（CPU）都有自己的高速缓存以达到读写速度提高，但多个高速缓存共享同一块主内存，当多个处理器的运算任务涉及到主内存中的同一块数据，就有可能发生各自的数据不一致，针对这种情况，需要有一定的协议来解决数据一致性的问题。
2.JAVA虚拟机中通过实现自己的‘内存模型’对高速缓存和内存的读写的过程抽象。
3.为了让处理器中的运算单元被充分利用，处理器可能对输入的代码进行乱序折行优化，然后再进行重组，所以计算的的结果不能依靠代码中的顺序，在JAVA虚拟机中，对应的为指令重排。

image.png

主内存与工作内存：

1.java内存模型是为了定义程序中各个变量的访问规则，即变量存储到主内存和从主内存中取出的操作。（该变量不包括局部变量，因为其实线程私有的，不会共享）
2.所有变量（实例，静态字段，数组等）都存储在主内存，每条线程都有赞成的工作内存(高速缓存)，工作内存中保存的变量是该变量从主内存的拷贝，线程对变量的所有操作都必须在工作内存里面，不允许直接操作主内存，不同的线程无法互相访问工作内存中的变量，必须通过访问主内存的变量
ps:volitate变量依然有拷贝

JAVA虚拟机中定义了8种操作，将一个变量正确地从主内存拷贝到工作内存，或者从工作内存同步到主内存。

lock:
unlock:
read:
load :
use :
assign:
store:
write:
JAVA内存模型要求上面的操作是顺序性的，但是没有保证是要连续性，

volatile关键字

当一个变量被volatile关键字修饰的时候，具备两种特性：1.此变量对所有线程是可见的。2，禁止指令重排。
volatile变量每次使用之前，都会进行一次刷新。
-只能保证可见性。

不符合以下2中情况下volatile变量还是非线程安全的：

1.运算结果不依赖于当前的值，或者确保只有单一的线程修改变量的值，其他线程只是读取，
2.变量不需要跟其他状态的变量共同参与不变约束。

原子性：

JAVA中提供了synchronized关键字，在synchronized块之间的操作是具备原子性的。

可见性：

可见性是指当一个线程修改了共享的值时，其他线程能够立即得知这个修改，其中volatile变量的特殊规则保证了新值（被修改的变量）内够立即同步到主内存。
还有synchronized和final关键字内够保证可见性，

有序性：

volatile：禁止指令重排
synchronized：一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock，也就是说持有同一个锁的两个同步块只能穿行地进入。

线程相关：

实现线程有3种方式：内核线程，用户线程，用户加轻量级进程

1.内核线程有操作系统直接支持，有内核完成线程的调度切换。
2.非内核线程的线程。其建立，同步和销魂都是在用户态完成，不用切换到内核态，所以速度快。
3.JAVA线程是基于用户线程去实现的，其调度方式是抢占式线程调度（另外一种是协同式），每个线程由系统分配时间，切换不用本身决定，线程执行时间可控。虽然可以通过设置优先级让线程获取多点的系统时间，但是最终的调度还是有系统决定。

状态：
1.new.
2.运行runnale:
3.无限期等待：这种情况不会分配cpu时间，实现方式有：Object.wait(),thread.join.
4.限期等待：这种情况不会分配cpu时间。实现方式有：
Object.wait(times), Thread.join(time),Thread.sleep(time)
5.阻塞（blocked）：等待获取一个排他锁。
6.结束。