Java內(nèi)存模型有什么作用

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什么是JMM

• JMM全稱Java Memory Model, 中文翻譯Java內(nèi)存模型，一種符合內(nèi)存模型規(guī)范的，屏蔽了各種硬件和操作系統(tǒng)的訪問差異的，保證了Java程序在各種平臺(tái)下對內(nèi)存的訪問都能保證效果一致的機(jī)制及規(guī)范。

• Java內(nèi)存模型規(guī)定了所有的變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，每條線程還有自己的工作內(nèi)存。

• 線程的工作內(nèi)存中保存了該線程中是用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝，線程對變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，而不能直接讀寫主內(nèi)存。

• 不同的線程之間也無法直接訪問對方工作內(nèi)存中的變量，線程間變量的傳遞均需要自己的工作內(nèi)存和主存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)同步進(jìn)行。

• 而JMM作用于工作內(nèi)存和主存之間數(shù)據(jù)同步過程。他規(guī)定了如何做數(shù)據(jù)同步以及什么時(shí)候做數(shù)據(jù)同步。

主存與工作內(nèi)存

• 主內(nèi)存和工作內(nèi)存，可以簡單的類比成計(jì)算機(jī)內(nèi)存模型中的主存和緩存的概念。特別需要注意的是，主內(nèi)存和工作內(nèi)存與JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)中的Java堆、棧、方法區(qū)等并不是同一個(gè)層次的內(nèi)存劃分，無法直接類比。

• 如果一定要勉強(qiáng)對應(yīng)起來的話，從變量、主內(nèi)存、工作內(nèi)存的定義來看，主內(nèi)存主要對應(yīng)于Java堆中的對象實(shí)例數(shù)據(jù)部分。工作內(nèi)存則對應(yīng)于虛擬機(jī)棧中的部分區(qū)域。

volatile 關(guān)鍵字有什么用

• 保證數(shù)據(jù)內(nèi)存可見性

• 可見性

  初始變量首先存儲(chǔ)在主內(nèi)存中；

  線程操作變量需要從主內(nèi)存拷貝到線程本地內(nèi)存中；

  線程的本地工作內(nèi)存是一個(gè)抽象概念，包括了緩存、store buffer(后面會(huì)講到)、寄存器等。

• 線程A與線程B之間要通信的話，必須要經(jīng)歷下面2個(gè)步驟：

  線程A把本地內(nèi)存A中更新過的共享變量刷新到主內(nèi)存中去。

  線程B到主內(nèi)存中去讀取線程A之前已更新過的共享變量。

一個(gè)線程對共享變量做了修改之后，其他的線程能夠看到（感知到）該變量的這種修改（變化）

• 無論是普通變量還是volatile變量都是如此

• 區(qū)別在于：volatile的特殊規(guī)則保證了volatile變量值修改后的新值立刻同步到主內(nèi)存，每次使用volatile變量前立即從主內(nèi)存中刷新，因此volatile保證了多線程之間的操作變量的可見性，而普通變量則不能保證這一點(diǎn)。

• 除了volatile關(guān)鍵字能實(shí)現(xiàn)可見性之外，還有synchronized,Lock，final(不可變) 也是可以的

  使用synchronized關(guān)鍵字，在同步方法/同步塊開始時(shí)（Monitor Enter）,使用共享變量時(shí)會(huì)從主內(nèi)存中刷新變量值到工作內(nèi)存中（即從主內(nèi)存中讀取最新值到線程私有的工作內(nèi)存中），在同步方法/同步塊結(jié)束時(shí)(Monitor Exit),會(huì)將工作內(nèi)存中的變量值同步到主內(nèi)存中去（即將線程私有的工作內(nèi)存中的值寫入到主內(nèi)存進(jìn)行同步）.

  使用Lock接口的最常用的實(shí)現(xiàn)ReentrantLock(重入鎖)來實(shí)現(xiàn)可見性：當(dāng)我們在方法的開始位置執(zhí)行l(wèi)ock.lock()方法，這和synchronized開始位置（Monitor Enter）有相同的語義，即使用共享變量時(shí)會(huì)從主內(nèi)存中刷新變量值到工作內(nèi)存中（即從主內(nèi)存中讀取最新值到線程私有的工作內(nèi)存中），在方法的最后finally塊里執(zhí)行l(wèi)ock.unlock()方法，和synchronized結(jié)束位置（Monitor Exit）有相同的語義,即會(huì)將工作內(nèi)存中的變量值同步到主內(nèi)存中去（即將線程私有的工作內(nèi)存中的值寫入到主內(nèi)存進(jìn)行同步）。

  final關(guān)鍵字的可見性是指：被final修飾的變量，在構(gòu)造函數(shù)數(shù)一旦初始化完成，并且在構(gòu)造函數(shù)中并沒有把“this”的引用傳遞出去（“this”引用逃逸是很危險(xiǎn)的，其他的線程很可能通過該引用訪問到只“初始化一半”的對象），那么其他線程就可以看到final變量的值。

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