深入理解并发三大特性&JMM
苦难只能激发出人的潜能，而不能给予人欠缺的品质。
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并发和并行
指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行，并行只能在多处理器中存在。
并发三大特性
- 可见性
- 有序性
- 原子性
可见性
当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能看到修改的值。
如何保证可见性
-
通过 volatile 关键字保证可见性。
-
通过 内存屏障保证可见性。
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通过 synchronized 关键字保证可见性。
-
通过 Lock保证可见性。
-
通过 final 关键字保证可见性
有序性
因为JVM 存在指令重排，所以存在有序性问题。即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
如何保证有序性
-
通过 volatile 关键字保证可见性。
-
通过 内存屏障保证可见性。
-
通过 synchronized 关键字保证可见性。
-
通过 Lock保证可见性。
原子性
一个或多个操作，要么全部执行且在执行过程中不被任何因素打断，要么全部不执行。
如何保证原子性
-
通过 synchronized 关键字保证原子性。
-
通过 Lock保证原子性。
-
通过 CAS保证原子性。
可见性示例
public class VisibilityTest {
private volatile boolean flag = true;
private int count = 0;
public void refresh() {
flag = false;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改flag:"+flag);
}
public void load() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行.....");
while (flag) {
count++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "跳出循环: count=" + count);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
VisibilityTest test = new VisibilityTest();
// 线程threadA模拟数据加载场景
Thread threadA = new Thread(() -> test.load(), "threadA");
threadA.start();
// 让threadA执行一会儿
threadA.sleep(1000);
// 线程threadB通过flag控制threadA的执行时间
Thread threadB = new Thread(() -> test.refresh(), "threadB");
threadB.start();
}
}
这里使用volatile关键字展示了，flag在两个线程中共享，其他例子不多举例。引入下问对应的jmm模型。
Java内存模型（JMM)
JMM规范了Java虚拟机与计算机内存是如何协同工作的：规定了一个线程如何和何时可以看到由其他线程修改过后的共享变量的值，以及在必须时如何同步的访问共享变量。
JMM与硬件内存架构的关系
Java内存模型与硬件内存架构之间存在差异。硬件内存架构没有区分线程栈和堆。对于硬件，所有的线程栈和堆都分布在主内存中。部分线程栈和堆可能有时候会出现在CPU缓存中和CPU内部的寄存器中。如下图所示，Java内存模型和计算机硬件内存架构是一个交叉关系。
上面示例对应的JMM模型
内存交互操作
关于主内存与工作内存之间的具体交互协议，即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存、如何从工作内存同步到主内存之间的实现细节，Java内存模型定义了以下八种操作来完成：
- lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为一条线程独占状态。
- unlock（解锁）：作用于主内存变量，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，把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
- load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。
- use（使用）：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。
- assign（赋值）：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。
- store（存储）：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write的操作。
- write（写入）：作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中。