掌握Java并发编程：内存模型与安全策略

Java并发编程是现代软件开发中不可或缺的一部分，尤其是在处理多线程、分布式系统和大数据处理时。"天猫Java并发编程常识.pptx"文档深入讲解了Java内存模型、线程同步机制以及可见性和有序性的关键概念。 1. **Java内存模型（JVM内存模型）**: - **堆内存**：所有对象都存储在共享的堆空间中，包括对象的属性。堆内存是按单字节对齐的，对于`short`类型的值保持不变。对象地址占用4字节，用于引用堆空间中的数据。 - **栈内存**：每个线程有自己的独立栈空间，存放基本类型变量和对象的引用。栈内存遵循4字节对齐原则，`short`会被提升到`int`类型。栈顶存放方法的局部变量，它们是线程私有的，因此线程安全，无需额外同步。 2. **线程安全与非线程安全**： - 对象地址和不可变状态的读取是线程安全的。而`long`和`double`这类基本类型的高低位操作，以及复合操作如`i++`可能不是线程安全的。 - `final`关键字保证了初始化后的字段可见性，`volatile`变量确保了读写操作的可见性，`synchronized`则提供了同步块内的可见性保障。 3. **可见性和顺序一致性**： - HappenBefore原则是Java内存模型的基础，确保程序的执行顺序在内存模型中是可预测的。这包括多个法则，如程序次序、监视器、volatile变量、线程启动、线程终结、中断和终结法则，这些都涉及到线程间通信和数据可见性的约束。 4. **系统内存管理：MESI协议**: - MESI（Modified、Exclusive、Shared、Invalidated）协议描述了缓存一致性策略。当一个CPU修改数据时，本地缓存会直接更新，而其他CPU访问时可能需要从内存获取最新值。独占状态下（Exclusive）表示只有某个CPU拥有数据缓存，写操作会更新内存并通知其他CPU。 通过学习这些核心概念，开发者可以更好地设计和优化多线程应用程序，避免竞态条件、死锁等问题，提高代码的性能和可维护性。理解Java并发编程的内存模型和同步机制对于编写高效的并发程序至关重要。