JMM java内存模型

2023-11-02

java内存模型

即 java memory model,它定义了主存、工作内存抽象概念,底层对应着 CPU 寄存器、缓存、硬件内存、CPU 指令优化等。
JMM 体现在以下几个方面:
	原子性 - 保证指令不会受到线程上下文切换的影响
	可见性 - 保证指令不会受 cpu 缓存的影响
	有序性 - 保证指令不会受 cpu 指令并行优化的影响

可见性

当jit编译器频繁从主存中读得共享变量时,会将共享变量的值缓存到工作内存中。直接从工作内存中读取,提升效率。而主存中的值改变了,也不管,失掉了可见性。
解决方案:
	volatile(易变关键字)
	它可以用来修饰成员变量和静态成员变量,他可以避免线程从自己的工作缓存中查找变量的值,必须到主存中获取它的值,线程操作 volatile 变量都是直接操作主存
可见性 vs 原子性:
	 synchronized 语句块既可以保证代码块的原子性,也同时保证代码块内变量的可见性。但缺点是synchronized 是属于重量级操作,性能相对更低

有序性

可能使得多线程状态下,对共享变量的计算产生不同的结果
volatile 修饰的变量,可以禁用指令重排。

volatile 原理

volatile 的底层实现原理是内存屏障,Memory Barrier(Memory Fence)
	1、对 volatile 变量的写指令后会加入写屏障
	2、对 volatile 变量的读指令前会加入读屏障
	 3、如何保证可见性?
	 	写屏障(sfence)保证在该屏障之前的,对共享变量的改动,都同步到主存当中
	 	而读屏障(lfence)保证在该屏障之后,对共享变量的读取,加载的是主存中最新数据
	 4、如何保证有序性?
	 	写屏障会确保指令重排序时,不会将写屏障之前的代码排在写屏障之后
	 	读屏障会确保指令重排序时,不会将读屏障之后的代码排在读屏障之前

happens-before

happens-before 规定了对共享变量(变量都是指成员变量或静态成员变量)的写操作对其它线程的读操作可见;
它是可见性与有序性的一套规则总结,抛开happens-before 规则,JMM 并不能保证一个线程对共享变量的写,对于其它线程对该共享变量的读可见

同步模式之 Balking

Balking (犹豫)模式用在一个线程发现另一个线程或本线程已经做了某一件相同的事,那么本线程就无需再做了,直接结束返回		 

两阶段终止模式

Two Phase Termination
在一个线程 T1 中如何“优雅”终止线程 T2?这里的【优雅】指的是给 T2 一个料理后事的机会。
错误思路:
	使用线程对象的 stop() 方法停止线程
	使用 System.exit(int) 方法停止线程
两阶段终止模式:
	1、利用 isInterrupted:
		interrupt 可以打断正在执行的线程,无论这个线程是在 sleep,wait,还是正常运行
	2、利用停止标记:
		volatile 保证该变量在多个线程之间的可见性
		主线程把它修改为 true 对 别的线程可见
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