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Java內(nèi)存模型能解決哪些并發(fā)問題

小樊
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2024-10-25 17:56:02
欄目: 編程語言

Java內(nèi)存模型(JMM)主要解決了并發(fā)編程中的內(nèi)存可見性原子性有序性問題,具體介紹如下:

內(nèi)存可見性問題

內(nèi)存可見性問題是指一個線程對共享變量的修改,其他線程不能立即看到。這是因為每個線程都有自己的工作內(nèi)存,線程對變量的所有操作(讀取、賦值等)都必須在工作內(nèi)存中進行,而不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量。不同線程之間也無法直接訪問對方工作內(nèi)存中的變量,線程間變量值的傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成。

原子性問題

原子性是指一個或多個操作要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過程不會被任何因素打斷,要么就都不執(zhí)行。Java中可以通過synchronized關(guān)鍵字或Lock接口來保證原子性,這些機制在底層都是基于JMM的內(nèi)存屏障和Happens-Before規(guī)則來實現(xiàn)的。

有序性問題

有序性指的是程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。然而,由于編譯器的優(yōu)化和指令集的重排序,Java程序在并發(fā)執(zhí)行時可能會出現(xiàn)亂序執(zhí)行的情況。JMM通過Happens-Before規(guī)則來定義操作之間的偏序關(guān)系,從而允許編譯器和處理器對指令進行重排序,但同時又保證程序最終執(zhí)行的結(jié)果與按照Happens-Before關(guān)系規(guī)定的順序執(zhí)行的結(jié)果一致。

解決方法

  • volatile關(guān)鍵字:確保對共享變量的寫操作立即刷新到主內(nèi)存,并且對該變量的讀操作總是返回最新值。
  • 鎖(synchronized):提供互斥訪問,保證操作的原子性,并且可以保證操作的有序性。
  • Happens-Before規(guī)則:定義了一系列規(guī)則,用于確定操作之間的順序,確保內(nèi)存可見性和有序性。

Java內(nèi)存模型通過定義主內(nèi)存與工作內(nèi)存、內(nèi)存屏障和Happens-Before規(guī)則等,為Java程序員提供內(nèi)存可見性保證,解決了并發(fā)編程中的關(guān)鍵問題。

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