JVM之内存模型

前言

每一个线程有一个工作内存。工作内存和主存独立。工作内存存放主存中变量的值的拷贝。

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• 当数据从主内存复制到工作存储时，必须出现两个动作：第一，由主内存执行的读（read）操作；第二，由工作内存执行的相应的load操作；
• 当数据从工作内存拷贝到主内存时，也出现两个操作：第一个，由工作内存执行的存储（store）操作；第二，由主内存执行的相应的写（write）操作。

每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断

对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他变量中。如果需要在其他线程中立即可见，需要使用volatile关键字作为标识。

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原子性、可见性、有序性

原子性

由Java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read、load、assign、use、store和write。我们大致可以认为基本数据类型的访问读写是具备原子性的。
如果应用场景需要一个更大范围的原子性保证，Java内存模型还提供了lock和unlock操作来满足这种需求，尽管虚拟机没有把lock和unlock操作直接开放给用户，但是却提供了更高层次的字节码指令monitorenter和monitorexit来隐式地使用这两个操作，这两个字节码指令反映到Java代码中就是同步块---synchronized关键字，因此在synchronized块之间的操作也具备原子性。

可见性

一个线程修改了变量，其他线程可以立即知道。

保证可见性的方法：

• volatile：保证新值能立即同步到主内存，以及每次使用前立即从主内存刷新。
• synchronized （unlock之前，写变量值回主存）
• final(一旦初始化完成，其他线程就可见)

有序性

在本线程内，操作都是有序的；
在线程外观察，操作都是无序的。（指令重排 或 主内存同步延时）

指令重排

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指令重排破坏了线程间的有序性

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保证有序性方法：

• volatile ：禁止指令重排序
• synchronized ：一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作。

内存屏障（memory barriers）

内存屏障的作用 :

• 阻止屏障两侧的指令重排序

• 强制刷新主内存数据，以及让缓存中相应的数据失效。
  Java的内存屏障有的四种,LoadLoad,StoreStore,LoadStore,StoreLoad

  
  

先行发生原则

程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性.对于单线程来讲，必须保证重排后的结果与重排前一致。
volatile规则：volatile变量的写，先发生于后续对这个变量的读.这保证了volatile变量的可见性.
监视锁规则：对于一个锁的解锁,先发生于随后对这个锁的加锁. 否则随后的加锁将会失败.
传递性：A先于B，B等于C，那么A必然先于C.
线程启动规则：Thread对象的start（）方法先发生于此线程的其他任意动作。
线程终止规则：线程的所有操作都先发生于对此线程的终止检测，可以通过Thread.join（）方法结束、Thread.isAlive（）的返回值等手段检测到线程已经终止执行。
线程中断规则：对线程interrupt（）方法的调用先发生于被中断线程的代码检测到中断时事件的操作。
对象终结规则：一个对象的初始化完成（构造函数执行结束）先发生于它的finalize（）方法的开始