《深入理解java内存模型》－笔记

• java各线程共享使用主内存，通过共享内存通信

• 重排序

  
  重排序.png
  

  编译器重排序是不影响单线程执行结果的前提下，优化语句执行顺序
  指令级重排序是依赖指令并行技术，对无数据依赖性的指令进行重排序并行执行
  内存重排序是cpu使用缓存读写，批量写入主内存。应用线程在cpu1写入数据到cpu1的缓存中，然后在cpu2执行时读取数据读取的是cpu2的缓存，此时可能cpu1的缓存未更新到主内存中或cpu2的缓存未从主内存获取最新数据。对应用来说期望是写在读前，实际结果是读在写前，好像是读写内存重排序了。

• 内存屏障
  前一内存操作完，后一内存操作才可执行
  主要是写读屏障，写之后所有cpu缓存先刷新到主内存中，然后才能读
• happens-before
  展现给程序员的是java语句的前后执行关系。
  内部通过禁止重排序，设置内存屏障实现。
• 数据依赖
  存在数据依赖的语句，指令或内存操作不可被重排序，会影响执行结果。重排序是为了提高程序执行并发度，同时不可更改执行结果。
• JMM不保证完全顺序一致性，在同步锁控制的边界点保证顺序一致，锁内部则会为提高并发效率进行重排序
• 64位long或double数据在32位机器上，应一次总线事务只能读写32位数据，所以64位类型数据读写会分成两次总线事务读写，中间可能有其他线程更改了该数据，即64位数据读写无原子性

一 volatile

1.1 主要概念

• volatile无法保证自增操作的原子性
  ++i包含了三个独立的操作：读取count的值，将值加1，然后将计算结果写入count。这是一个“读取 - 修改 - 写入”的操作序列，并且其结果状态依赖于之前的状态。
  自增院子性通过AtomicLong等类型，或加同步锁

• 原子性，即使64位也保证原子性。写之后的storeload屏障，读之后的loadstore屏障保证禁止volatile读写之间禁止重排序

• 可见性，读总是读的最新值。storeLoad屏障实现。
  写volatile变量时，storeLoad屏障刷新缓存数据到主内存中，使其他cpu缓存失效。
  读volatile变量时，重新从主内存中获取最新数据。

• 实现类似于同步锁的效果，写＝释放锁，读＝获取锁。除storeLoad屏障外添加的其他内存屏障保证实现。
  volatile写之前的其他写(操作A)，现在在volatile写之前刷新到主内存中。
  volatile读之后的读写(操作B)被限制在volatile读完成之后执行.
  即操作A完成后通过volatile写通知，volatile读获取通知后执行操作B
  通过添加一组内存屏障实现，见1.2节

1.2 实现说明

• 重排序限制

  
  volatile重排序限制.png

• 保守策略使用内存屏障控制重排序

  
  volatile写.png

volatile读.png

• 锁能保证一组操作的并发控制，volatile只能保证对当前变量的并发访问。

二 锁

• volatile int state;表示锁状态，保证加锁后或释放锁后，其他并发进程实时获取到最新锁状态信息。
• cas更新锁状态，防止并发加锁

juc并发库.png

三 final

• 通过内存屏障保证读取到的final域的值都是已经构造初始化完成的值。