并发编程学习笔记＜三＞

- 日理万妓 2023-01-19 04:39 2阅读 0赞

#### 前言 ####

> 本文介绍java的内存模型

java并发编程中，需要处理两个关键的问题：**线程间的同步和通信**

### 一、什么是Java内存模型(JMM) ###

> 在Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型（Java Memory Model，JMM）来屏蔽各个硬件平台和操作系统的内存访问差异，以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果。那么Java内存模型规定了哪些东西呢，它定义了程序中变量的访问规则，往大一点说是定义了程序执行的次序。(其实也就是在多线程情况下，对于共享可变变量，线程是如何通信的)

##### java内存模型抽象示意图 #####

![img][]

线程上的交互实际是线程A向线程B发消息，而这个通信需要经过主存，**JMM通过控制主存与每个线程本地内存间的交互，来为java程序员提供内存可见性保证**

### 二、指令重排序 ###

> 程序在执行时，为了提高性能，编译器和处理器常会对指令进行重排序

**会进行3种类型的重排序**

Created with Raphaël 2.2.0源代码1:编译器优化重排序2:指令集并行重排序3:内存系系统重排序4:执行指令

> 通过内存屏障指令来禁止特定类型的处理器重排序。(内存屏障：就是一系列指令保证来控制程序执行的顺序)

**内存屏障的类型**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>屏障类型</th> 
   <th>指令</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>LoadLoad Barriers</td> 
   <td>Load1；LoadLoad；Load2</td> 
   <td>确保Load1的数据的装载先于Load2及所有后续装载指令的装载</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>StoreStoreBarriers</td> 
   <td>Store1；StoreStore；Store2</td> 
   <td>确保Store1数据对其他处理器可见（刷新到内存）先于Store2及所有后续存储指令的存储</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LoadStore Barriers</td> 
   <td>Load1；LoadStore；Store2</td> 
   <td>确保Load1的数据的装载先于Store2及所有后续存储指令的存储</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>StoreLoad Barriers</td> 
   <td>Store1；StoreLoad；Load2</td> 
   <td>确保Store1的数据对其他处理器可见（刷新到内存）先于Load2及所有后续的装载指令的装载</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 三、happens-before ###

JSR-133规范使用happens-before的概念来阐述操作之间的内存可见性。在JMM中，如果一个操作执行的结果要对另外一个操作可见，那么这两个操作必须存在happens-before关系。

基本规则：

*  程序顺序规则： 一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作
 *  监视器锁规则：一个锁的解锁，happens-before于加锁
 *  volatile: 一个volatile域的写，happens-before于volatile域的读
 *  传递性：如果A happens-before B ,B happens-before C 那么 A happens-before C

说明：两个操作直接具有happens-before关系，并不意味着前一个操作必须要在后一个操作前执行，**只是要求前一个操作的的执行结果对后一个操作可见**

**参考资料**

> 《JAVA 并发编程实战》
> 
> 《JAVA并发编程的艺术》
> 
> 《深入理解Java虚拟机》

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