JMM与并发相关的三个特性：原子性、可见性和有序性

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-05-12 13:14 202阅读 0赞

一、原子性（Atomicity）  
由Java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read、load、assign、use、store和write这六个，我们大致可以认为基本数据类型的访问读写是具备原子性的，如果应用场景需要一个更大范围的原子性保证，Java内存模型还提供了lock和unlock操作来满足这种需求，尽管虚拟机未把lock和unlock操作直接开放给用户使用，但是却提供了更高层次的字节码指令monitorenter和monitorexit来隐式地使用这两个操作，这两个字节码指令反映到Java代码中就是同步快-synchronized关键字，因此synchronized块之间的操作也具备原子性。  
二、可见性（Visibility）  
可见性就是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现可见性的，无论是普通变量还是volatile变量都是如此，普通变量与volatile变量的区别是volatile的特殊规则保证了新值能立即同步到主内存，以及每次使用前立即从主内存刷新。因此我们可以说volatile保证了多线程操作时变量的可见性，而普通变量则不能保证这一点。  
除了volatile之外，Java还有两个关键字能实现可见性，它们是synchronized和final。同步快的可见性是由“对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store和write操作）”这条规则获得的，而final关键字的可见性是指：被final修饰的字段在构造器中一旦初始化完成，并且构造器没有把this的引用传递出去（this引用逃逸是一件很危险的事情，其他线程有可能通过这个引用访问到初始化了一半的对象），那么在其他线程中就能看见final字段的值。

三、有序性（Ordering）  
Java内存模型的有序性是指如果在本线程内观察，所有操作都是有序的；如果一个线程中观察另一个线程，所有的操作都是无序的。前一句是指线程内表现为串行的语义，后一句是指指令重排序现象和工作内存与主内存同步延迟的现象。  
Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile关键字本身就包含了禁止指令重排序的语义，而synchronized则是由“一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则获得的，这个规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行地进入。