Java内存模型JMM详解:线程同步与可见性
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更新于2024-08-04
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Java内存模型JMM(Java Memory Model)是Java平台中用于规范多线程环境下变量访问的一套规则。JMM不实际存在于内存系统中,而是一种理论概念,它定义了程序中不同变量的访问方式以及线程间如何进行通信。
1. JMM的核心特性包括:
- **可见性**:当一个线程修改了共享变量的值,其他线程能够立即看到这个改变。这是通过内存屏障和 volatile 关键字来实现的。
- **原子性**:某些操作被视为不可分割的单元,确保在并发环境下不会被中断。Java提供了 synchronized 和 volatile 关键字来保证原子性。
- **有序性**:控制指令重排序,确保线程看到的内存状态是有序的。volatile 可以提供有限的有序性保证,而 synchronized 提供了更严格的有序性。
2. **JMM关于同步的规定**:
- **解锁前规则**:在释放锁(unlock)之前,必须将工作内存中的变量更新回主内存。
- **加锁前规则**:在获取锁(lock)之前,必须从主内存中读取最新值到工作内存。
- **同一锁规则**:对同一个锁的加锁和解锁操作必须匹配,确保同步块的正确执行。
3. **工作内存与主内存模型**:
- 每个线程有自己的工作内存,其中保存了从主内存拷贝的变量副本。
- 变量只能在工作内存中进行读写操作,线程间通信需通过主内存来传递。
4. **硬件层面的考虑**:
- JMM涵盖硬件层面的缓存、寄存器以及编译器优化,确保在这些硬件层面的差异下,内存模型仍然保持一致性。
5. **线程同步规则**:
- 读写操作必须按照特定顺序执行,例如read和load、store和write必须成对出现,但不保证连续执行。
- 不允许丢弃最近的赋值操作,即工作内存中的改变必须同步回主内存。
- 不允许线程无故看到未初始化的值,这是通过初始值屏障来保证的。
理解JMM对于开发高并发、线程安全的Java应用至关重要,因为它定义了如何处理线程间的共享变量,避免了数据竞争和不确定性问题。通过合理利用synchronized、volatile和final关键字,开发者可以确保程序在并发环境下的正确性和一致性。
2021-05-03 上传
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2024-10-24 上传
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