理解JMM

HeJin大约 3 分钟JavaJUC并发编程

谈谈你对volatile的理解

volatile是Java虚拟机提供的轻量级的同步机制

  • 保证可见性
  • 不保证原子性
  • 禁止指令重排

如果volition修饰的变量被修改,会通过总线嗅探告知其他线程工作区,其他线程工作区会把这变量设置为无效,然后重新读。


什么是JMM

Java内存模式。不存在的东西,概念、约定。

关于JMM同步的一些约定

  • 线程解锁前:必须把共享变量立刻刷回主存。
  • 线程加锁前:必须读取主存中的最新值到工作内存中。
  • 加锁和解锁是同一把锁。

线程:工作内存、主内存。

八个操作

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问题

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内存交互操作

内存交互操作有8种,虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的,不可在分的(对于double和long类型的变量来说,load、store、read和write操作在某些平台上允许例外):

  • lock(锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标识为线程独占状态。
  • unlock(解锁):作用于主内存的变量,它把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定。
  • read(读取):作用于主内存变量,它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用。
  • load(载入):作用于工作内存的变量,它把read操作从主存中变量放入工作内存中。
  • use(使用):作用于工作内存中的变量,它把工作内存中的变量传输给执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值,就会使用到这个指令。
  • assign(赋值):作用于工作内存中的变量,它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中。
  • store(存储):作用于主内存中的变量,它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中,以便后续的write使用。
  • write(写入):作用于主内存中的变量,它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。

JMM对这八种指令的使用,制定了如下规则:

  • 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load,使用了store必须write。
  • 不允许线程丢弃他最近的assign操作,即工作变量的数据改变了之后,必须告知主存。
  • 不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存。
  • 一个新的变量必须在主内存中诞生,不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前,必须经过assign和load操作。
  • 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后,必须执行相同次数的unlock才能解锁。
  • 如果对一个变量进行lock操作,会清空所有工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前,必须重新load或assign操作初始化变量的值。
  • 如果一个变量没有被lock,就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量。
  • 对一个变量进行unlock操作之前,必须把此变量同步回主内存。

代码实践

public class JmmDemo {
    private static int num = 0;
    // main线程
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 线程1
        new Thread(() -> {
            while (num == 0){
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        num = 1;
        System.out.println(num);
    }
}

结果: image-20210325162533838

问题

程序不知道主内存中的值已经修改过了。线程1对主内存的变化是不知道的。