JMM Java内存模型

JMM Java内存模型

• Java的并发采用“共享内存"模型，线程之间通过读写内存的公共状态进行通讯，多个线程之间是不能通过直接传递数据交互的，它们之间的交互只能通过共享变量实现。
• 主要目的是定义程序中各个变量的访问规则。
• Java内存模型规定所有变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存。
  • 线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量的拷贝(从主内存中拷贝过来),线程对变量的所有操作都必须在工作内存中执行，而不能直接访问主内存中的变量，
  • 不同线程无法直接访问对方工作内存的变量，线程间变量值的传递都要通过主内存来完成
  • 主内存主要对应Java堆中实例数据部分。工作内存对应于虚拟机栈中部分区域。
    
• Java线程之间的通信由内存模型(Java Memory Model)控制。
  • JMM决定一个线程对变量的写入何时对另一个线程可见。
  • 线程之间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，里面存储了读、写共享的变量副本
  • JMM通过控制每个线程的本地内存之间的交互，来为程序员提供内存可见性的保证。
• 可见性、有序性
  • 当一个共享变量在多个本地内存中有副本时，如果一个本地内存修改了这个变量的副本，其他变量应该能看到修改后的值，–可见性
  • 保证线程的有序执行–有序性（保证线程安全）
• 内存间的交互操作
  • lock(锁定):作用于主内存的变量，把一个变量标识为一个线程独占的状态；
  • 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):作用于主内存变量，把主内存的一个变量读取到工作内存中去
  • load(载入): 作用于工作内存，把read操作读取到的工作内存的变量载入到工作内存变量的副本中；
  • use(使用):作用于工作内存的变量，把工作内存中的变量值传递给一个引擎
  • assign(赋值):作用于工作内存的变量，把执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量
  • store(存储):把工作内存的变量的值传递给主内存；
  • write(写入):把store操作的值入道主内存的变量中。
    注意：
  • 不允许read、load、store、write操作之一单独出现
  • 不允许一个线程丢弃assign操作
  • 不允许一个线程不经过assign操作，就把工作内存中的值同步到主内存中
  • 一个新的变量只能在主内存中生成
  • 一个变量同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作。但lock操作可以被同一条线程执行多次，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会解锁
  • 如果对一个变量进行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或者assign操作初始化变量的值
  • 如果一个变量没有被锁定，不允许对其进行unlock操作，也不允许unlock一个被其他线程锁定的变量
  • 对一个变量执行unlock之前，需要将该变量同步回主内存中。