1、JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,为Java程序员提供内存可见性保证
1.1 线程间的通信和同步是并发编程的2大问题:
(1)线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递。Java并发中线程之间的通信采用的是共享内存模型。
(2)同步是指程序中用于控制不同线程间操作发生相对顺序的机制。
1.2 Java线程之间的通信由Java内存模型(简称为JMM)控制,JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来看,JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系:线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中,每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的 一个抽象概念,并不真实存在。它涵盖了缓存、写缓冲区、寄存器以及其他的硬件和编译器优化。Java内存模型的抽象示意如下
从图来看,如果线程A与线程B之间要通信的话,必须要经历下面2个步骤。 1)线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。 2)线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。
从整体来看,这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息,而且这个通信过程必须要经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为Java程序员提供内存可见性保证。
2、volatile变量自身具有下列特性
(1)可见性,对一个volatile变量的读,总是能看到(任意线程)对这个volatile变量最后的写入。 (2)原子性,对任意单个volatile变量的读/写具有原子性,但类似于volatile++这种复合操作不 具有原子性。
3、对程序员来说,volatile对线程的内存可见性的影响比volatile自身的特性更为重要
从JSR-133开始(即从JDK5开始),volatile变量的写-读可以实现线程之间的通信。 从内存语义的角度来说,volatile写和锁的释放有相同的内存语义;volatile读与锁的获取有相同的内存语义。
4、volatile“写”和“读”的内存语义
(1)当写一个volatile变量时,内存语义是:JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。
(2)当读一个volatile变量时,内存语义是:JMM会把该线程对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量。
5、volatile内存语义的实现
为了实现volatile的内存语义,编译器在生成字节码时,会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。
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