Java 并发内存模型

并发中的问题

• 指令重排

  • a=1; b=x; 在没有数据依赖，所以可能会先执行b=x；a=1

• 内存可见性

  • 多线程在对同一个资源进行访问的时候，会因为缓存的原因导致内存可见性问题。在多核系统中，可能核可能有自己独占的缓存。

• 原子性

synchronized关键字

进入synchronized：在进入synchronize以后，共享变量的缓存会失效，所以使用的时候需要从主内存中获取。

退出synchronized：在退出synchronize的时候，会将缓冲区（进入synchronize前或者在synchronize中修改的变量）的数据写入到主内存中。所以共享变量的修改对其他线程可见是在synchronize退出以后。

单例分析

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private int v;
    private Singleton() {
        this.v = 3;
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 1. 第一次检查
            synchronized (Singleton.class) { // 2
                if (instance == null) { // 3. 第二次检查
                    instance = new Singleton(); // 4
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

模拟两个线程：线程A和线程B。线程A执行到instance = new Singleton()代码。这段代码的指令可以分解为两个部分：申请内存，并且使用构造方法初始化属性；然后把对象的引用赋值给instance。这两条只能可能会发生重新排序的。

如果线程B 这个时候执行到了if (instance == null) 那么有可能看到的instance不是null，因为有可能线程A在获得对象的引用之后，就马上把instance写回了主内存，然后线程B在第一行代码又从主内存中读取了新的instance值，发现instance不是null就马上返回了，但是这个时候线程B拿到的instance对象里面的属性可能是未初始化好的。

但是如果线程A 走出了synchronized代码块，那么instance一定是完整的内容。

volatile的使用

• 内存可见性

• 每次读取volatile变量的时候会从主内存中读取，写的时候会直接写会主内存

• 指令重排

• 单例中的instance赋值和构造函数的调用不会被重新排序

所以volatile的作用就非常明显了，如果我们需要多线程之间的变量具有立即可见性，就需要对变量使用volatile。

并且：由于long，double是64位的，但是java写入是32位32位的写入，所以鼓励使用volatile来进行。