Java内存模型（一）

た入场券 2021-11-22 10:40 262阅读 0赞

内存模型相关概念  
引出2个主要问题，**线程怎么通信？**，**线程如何同步？**  
那么通信的机制怎么实现的?同步怎么实现的？  
命令式编程中，线程通信机制2种：**共享内存**，**消息传递**  
共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信。在消息传递的并发模型内，线程之间没有公共状态，之间必须通过发送消息来显示通信。  
同步则是，在共享内存模型中，同步是显示进行。程序员必须显示指定某个方法或代码需要在线程之间互斥执行。在消息传递的并发模型里，发送必须在接受之前，同步是隐式进行。  
Java内存模型的抽象结构（JMM）  
所有实例域，静态域，和数组元素都存储在堆内存中，堆内存在线程之间共享（共享变量代指“**实例域，静态域，和数组元素**”），局部变量，由于不在线程间共享，不会有内存可见性问题，不受内存模型影响。  
**Java线程之间的通信**由Java内存模型（JMM）控制（JMM控制线程之间的通信，那么内存模型是规则）。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，。  
JMM抽象示意图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTEzNzY5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**提一下，JMM内存模型是抽象出线程和主内存交互的一种模型，一种规则，不是具体得存储什么的。（我之前就是堆啊，栈啥的）**  
线程A发送消息给B，那么先将本地线程A的本地内存中的值强制刷新到主内存中，根据缓存一致性规则，锁总线或者锁缓存，导致其他线程本地内存失效。于是强制其他线程从主内存中读取最新的变量。（保证了内存可见性）

于是，在这个过程中，为了提高性能，编译器和优化器常常会对指令做重排序。重排序分3种。

1.  编译器优化的重排序，编译器在不改变单线程程序语义的前提下，重新安排语句执行的顺序。
2.  指令级别并行的重排序.现代处理器采用了指令级别并行技术（ILP），将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
3.  内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。  
    ![在这里插入图片描述][20190724205644812.png]  
    上述1属于编译器重排序，2和3属于处理器重排序。这些重排序可能会导致多线程程序出现内存可见性问题。**对于编译器JMM的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排序（不是所有的编译器重排序都要禁止）**。**对于处理器重排序，JMM的处理器重排序规则会要求Java编译器在生成序列时，插入特定类型的内存屏障指令**。通过内存屏障指令来禁止特定类型的处理器重排序。（编译器重排序和处理器重排序的都有各自的实现），**而这里的是JMM对编译器和处理器的规则。**  
    JMM属于语言级别的内存模型。确保在不同处理平台上，通过禁止特定类型的编译器重排序和处理器重排序。为程序员提供一致的内存可见性保证。

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