美文网首页多线程专家
Java 内存模式 HB法则

Java 内存模式 HB法则

作者: 黄靠谱 | 来源:发表于2019-02-14 14:48 被阅读17次

Java内存模型 HB法则

概述

  • HB 7法则:volatile、start线程开始、join线程结束、lock锁释放之后、finalize对象销毁,时间先后、传递性
  • java内存模型:每个线程操作数据是把对象拷贝到本地内存然进行操作,最后写回到主内存当中,不同线程之间不可见
  • JMM为了防止重排序引发问题,保证了happens-before法则,这些法则是不会被重排序打乱的
  • java的原子性:一个操作是原子操作,那么我们称它具有原子性,JDK1.5后再JUC包下有AotmicInteger来简化并发的原子操作,读取 操作 复查 写入的一个过程。多了一个可见性的复查过程避免线程不安全。unsafe类提供本地方法直接操作内存,从硬件方面实现原子性。

happens-before原则:

7个场景总结:

  • 子线程.start()
  • 子线程.join()
  • volatile
  • lock
  • 传递性
  • 初始化
  • 单一线程前后性
  1. Each action in a thread happens-before every subsequent action in that thread.
    在一个线程当中 先执行的代码结果 对随后进行的代码可见。(废话,一个线程公用一个本地缓存)

  2. An unlock on a monitor happens-before every subsequent lock on that monitor
    对一个监视器进行解锁时的所有操作,对下一个锁的代码是可见的,比如在线程A中改了共有变量n的值,现在线程B获取了相同的锁,它是可以看见改变后n的值的。

  3. A write to a volatile field happens-before every subsequent read of that volatile.
    A改了一个volatile的值,对接下来的所有的读取该变量值的线程可见

  4. A可见于B B可见于C,那么A的所有操作也可见于C

  5. start规则:如果线程A执行线程B的start方法,那么线程A的ThreadB.start()happens-before于线程B的任意操作
    A执行的操作之后再启动B线程,则A线程之前改过的值对B可见

static int index=1;
index++;
new Thread(new runnable(){
    public void run(){
        system.out.println(index);
    }
}).start();
  1. join规则:如果线程A执行线程B的join方法,那么线程B的任意操作happens-before于线程A从TreadB.join()方法成功返回
main(){
    t1.start()
    t1.join()
    ti修改过的变量对main线程可见
}
  1. 对象终结规则:一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始;

可见性问题

基于java的内存模型,不同线程操作相同变量的时候,因为线程之间不可见,会导致可见性问题。

  1. 举例:
    主内存中有变量count=100(比如某个对象的成员变量为count是100),现在多个线程去消费这个对象的count。
    线程A读取count=100,进行了count消费一个,修改本地内存为99,这个时候并不会直接写回到主内存当中,此时线程B去主内存中读取并消费count,最后线程A结束,写回count为99到主内存,线程B结束的时候,也写回99到主内存,因为可见性问题,导致count被消费2次,但是总量只减少了1。

  2. 解决方案(volatile关键字、synchronized、final)

  • synchronized可以保证线程安全,但是效率低
  • volatile不能保证线程安全,但是可以缓解线程不可见的问题,比如A消费了count从100到99的时候,会立刻把count写回到主内存,如果B线程这个时候去取count这个对象,取到的就是99,而不是100。
  • final关键字编译的时候就必须赋值,相当于常量,可以避免线程安全问题,但是运用的场景有限,一旦赋值不允许修改。

java重排序:

  1. 编译期:编译器在编译的时候可能会打乱没有依赖关系的代码的编译顺序

  2. CPU执行指令:执行不能保证编译的顺序,且有时候会并发的执行

  3. 写入主内存时期:不能保证寄存器写会主内存的顺序是按照代码写的那样

  4. 证明java的重排序
    注意只有当多个线程的时候才会出现这种情况,单线程一定不会出现这种情况,因为存在线程切换的时候,寄存器未写入到主内存当中,才会这样。

循环输出的话,会出现 a:1,x:0,b:1),y:0) 的情况的出现,可以证明。
因为不存在重排序的话,

  • 如果先执行one线程,则a=1,y一定等于1;
  • 如果先执行other线程的话,则b=1,导致x一定等于1
  • 所以不存在 x和y同时为0的情况发生
    除非重排序,先执行x=b=0的时候,再切换线程y=a=0,的时候才会出现这种情况
public class Test {
    static int x = 0, y = 0;
    static int a = 0, b = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while(true){
            x=y=a=b=0;
            test();
        }
    }
    
    public static void test() throws InterruptedException{
        Thread one = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                a = 1;
                x = b;
            }
        });

        Thread other = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                b = 1;
                y = a;
            }
        });
        one.start();other.start();
        one.join();other.join();
        if(x+y==0){
            System.out.println("a:" + a +",x:" + x + ",b:" + b +")"+ ",y:" + y +")");
        }
    }
}

相关文章

  • Java 内存模式 HB法则

    Java内存模型 HB法则 概述 HB 7法则:volatile、start线程开始、join线程结束、lock锁...

  • 学习笔记2020-05-20

    1、JAVA内存模型 2、结构型模式概述,代理模式 1、JAVA内存模型 Java 虚拟机 我们都知道 Java ...

  • Java内存模型(JMM)

    Java内存模型(JMM) 我们常说的JVM内存模式指的是JVM的内存分区;而Java内存模式是一种虚拟机规范。 ...

  • JMM内存模型详解

    Java内存模型(JMM) 我们常说的JVM内存模式指的是JVM的内存分区;而Java内存模式是一种虚拟机规范。 ...

  • Java 内存模式

    Java 内存模式 Java内存模型规范了Java虚拟机与计算机内存是如何协同工作的。Java虚拟机是一个完整的计...

  • JVM内存&GC回收

    一、内存管理机制、GC回收、使用中参数配置:参考 1、java的内存模式 java中说的内存:程序执行过程中,存储...

  • Java多线程:线程间通信之volatile与sychroniz

    由前文Java内存模型我们熟悉了Java的内存工作模式和线程间的交互规范,本篇从应用层面讲解Java线程间通信。 ...

  • 设计模式总论

    设计法则才是本,而23种模式只是末。 设计模式大杂烩 [java-design-patterns](https:/...

  • 原:进阶

    1.java基础知识 2.设计模式 3.内存分析 Android内存分析内存分析 4.性能优化 Android性能...

  • Android:java内存模型

    java内存模式,有主内存和工作内存之分。volatile可以让变量保持可见性,以更快的速度来刷新线程的副本。 内...

网友评论

    本文标题:Java 内存模式 HB法则

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/nveeeqtx.html