Java中內(nèi)存模型JMM的示例分析

小編給大家分享一下Java中內(nèi)存模型JMM的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

有時(shí)候編譯器、處理器的優(yōu)化會(huì)導(dǎo)致runtime與我們?cè)O(shè)想的不一樣，為此Java對(duì)編譯器和處理器做了一些限制，JAVA內(nèi)存模型（JMM）將這些抽象出來，這樣編寫代碼時(shí)就無需考慮那么多底層細(xì)節(jié)，并保證“只要遵循JMM的規(guī)則編寫程序，其運(yùn)行結(jié)果一定是正確的”。

JMM的抽象結(jié)構(gòu)

在Java中，所有的實(shí)例、靜態(tài)變量存儲(chǔ)在堆內(nèi)存中，堆內(nèi)存是可以在線程間共享的，這部分也稱為共享變量。而局部變量、方法定義參數(shù)、異常處理參數(shù)是在棧中的，棧內(nèi)存不在線程間共享。

而由于編譯器、處理器的優(yōu)化，會(huì)導(dǎo)致共享變量出現(xiàn)可見性問題，像在多核處理器中（multi-processor），線程可以在不同的處理器上執(zhí)行，而處理器之間緩存不一致，會(huì)使共享變量出現(xiàn)可見性問題，有可能兩個(gè)線程看到同一個(gè)變量不同值。

JMM將這些硬件做的優(yōu)化抽象成每個(gè)線程都有一個(gè)本地內(nèi)存。需要讀寫共享變量時(shí)，從主內(nèi)存中拷貝一份到本地內(nèi)存。當(dāng)寫共享變量時(shí)，先寫到本地內(nèi)存中去，在將來某個(gè)時(shí)間再刷新到主內(nèi)存中。當(dāng)再次讀共享變量時(shí)，則只會(huì)從本地內(nèi)存中讀取。

這樣線程間通訊就需要經(jīng)過兩步：

寫線程：刷新本地內(nèi)存到主內(nèi)存中去讀線程：從主內(nèi)存讀取更新后的值

這樣在寫-讀之間就有一個(gè)延遲：本地內(nèi)存什么時(shí)候刷新到主內(nèi)存中去？導(dǎo)致可見性問題，不同線程可能看到的共享變量不一樣。

happens-before

從字面上看happens-before的意思是“發(fā)生在此之前”。這是java對(duì)程序執(zhí)行順序制定的規(guī)則，實(shí)現(xiàn)同步必須遵循該規(guī)則。這樣程序員只需要寫出正確的同步程序，happens-before保證運(yùn)行結(jié)果不會(huì)錯(cuò)。

A happens-before B，不僅僅表示A在B之前執(zhí)行，還意味著A的執(zhí)行結(jié)果對(duì)B可見，這保證了可見性。

A happens-before B，A也不一定要在B之前執(zhí)行，如果AB交替，執(zhí)行結(jié)果任然正確，則允許編譯器、處理器進(jìn)行優(yōu)化重排序。所以只要程序結(jié)果正確，編譯器、處理器怎么優(yōu)化，怎么重排序都沒問題，都是好的。

happens-before規(guī)則

程序順序規(guī)則：在一個(gè)線程中，前面的操作happens-before后面的操作鎖規(guī)則：對(duì)同一個(gè)鎖，解鎖happens-before加鎖 volatile域規(guī)則：寫volatile變量，happens-before后面任意一個(gè)讀這個(gè)volatile變量的操作傳遞性：A happens-before B，B happens-before C，則A happens-before C start()規(guī)則：如果線程A執(zhí)行ThreadB.start() 那么ThreadB.start() happens-before 線程B中任何操作 join()規(guī)則：如果線程A執(zhí)行ThreadB.join(),那么線程B中的所有操作happens-before ThreadB.join()

下面這個(gè)示例有助于理解happens-before

double pi = 3.14; //A
double r = 1.0; //B
double area = pi * r *r; //C

這里有三個(gè)happens-before關(guān)系，規(guī)則1、2是程序順序規(guī)則，規(guī)則3是傳遞性規(guī)則推導(dǎo)出來的：

A happens-before B B happens-before C A happens-before C

C依賴于A、B，但是A和B誰也不依賴。所以即使A和B重排序，執(zhí)行結(jié)果也不會(huì)發(fā)生變化，這種重排序，JMM是運(yùn)行的。

下面兩種執(zhí)行順序的結(jié)果都是正確的。

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