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Java内存模型(原子性、可见性、有序性)

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Java内存模型(原子性、可见性、有序性)

Java内存模型(原子性、可见性、有序性)

原子性:原子性操作指相应的操作是单一不可分割的操作。同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。简而言之,在整个操作过程中不会被线程调度器中断的操作,都可认为是原子性。
在Java中,对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作。在多线程环境中,非原子操作可能会受其他线程的干扰。

举例:请分析以下哪些操作是原子性操作:

    x = 10;         //语句1
    y = x;         //语句2

语句1是原子性操作:语句1是直接将数值10赋值给x,线程执行这个语句会直接将数值10写入到工作内存中。
语句2不是原子性操作:语句2实际上包含2个操作,它先要去读取x的值,再将x的值写入工作内存,虽然读取x的值以及 将x的值写入工作内存这2个操作都是原子性操作,但是合起来就不是原子性操作了。

可见性:一个线程对共享变量值的修改,能够及时的被其他线程看到

线程可见性原理:
线程一对共享变量的改变想要被线程二看见,就必须执行下面两个步骤:
①将工作内存1中的共享变量的改变更新到主内存中
②将主内存中最新的共享变量的变化更新到工作内存2中。

有序性:即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
在Java内存模型中,允许编译器和处理器对指令进行重排序,但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行,却会影响到多线程并发执行的正确性。

happens-before 原则,Java内存模型具备一些先天的“有序性”,即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性,如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来,那么就不能保证它们的有序性,虚拟机可以随意地对它们进行重排序。
1.程序次序规则:一个线程内,按照代码执行,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。
2.锁定规则:一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作
3.volatile变量规则:对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
4.传递规则:如果操作A先行发生于操作B,而操作B又先行发生于操作C,则可以得出操作A先行发生于操作C
5.线程启动原则:Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作
6.线程中断规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
7.线程终结规则:线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测,我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()方法返回值手段检测到线程已经终止执行
8.对象终结规则:一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
 第一条规则要注意理解,这里只是程序的运行结果看起来像是顺序执行,虽然结果是一样的,jvm会对没有变量值依赖的操作进行重排序,这个规则只能保证单线程下执行的有序性,不能保证多线程下的有序性。
 第三条规则是一条比较重要的规则,直观地解释就是,如果一个线程先去写一个变量,然后一个线程去进行读取,那么写入操作肯定会先行发生于读操作。

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