Java内存模型与线程规范解析

"JSR133中文版1-复制.pdf" JSR133全称为Java Specification Request 133，是一份关于Java内存模型（Java Memory Model, JMM）和线程规范的重要文档，主要关注多线程环境下的并发编程问题。这份文档对Java平台的内存模型进行了重大修订，旨在解决并发编程中可能出现的不可预测行为，尤其是与数据竞争和可见性相关的挑战。 1. **锁**：文档提到的锁是控制多线程访问共享资源的一种机制，它确保了线程安全。Java提供了多种类型的锁，包括synchronized关键字和java.util.concurrent库中的Lock接口，来管理线程之间的同步。 2. **顺序一致性（Sequential Consistency）**：是一种理想化的内存模型，所有线程看到的操作顺序都与全局排序一致，提供了一种强一致性保证。在实际的Java内存模型中，为了效率，并不要求完全的顺序一致性，但其目标是尽可能接近这种模型。 3. **final字段**：final关键字用于声明不可变变量，JSR133规范强化了final字段的语义，确保一旦初始化完成，final字段的值对于所有线程都是可见的，且不能被修改。 4. **内存模型**：内存模型定义了如何在多线程环境中存储、读取和更新共享变量，以及这些操作的可见性。Java内存模型规定了何时以及如何进行线程间的通信，以确保正确性和一致性。 5. **Happens-Before关系**：这是一种用于描述操作之间顺序的逻辑关系，如果一个操作发生在另一个操作之前，那么前者对内存的影响对后者来说是可见的。 6. **因果关系**：在执行过程中，如果一个操作可以影响到另一个操作的结果，它们之间就存在因果关系。内存模型需要保证这种关系的完整性。 7. **执行过程的定义**：文档详细描述了执行过程的构成，包括动作、执行过程的良构性、因果要求以及可观察行为等，这些都是理解Java内存模型的关键概念。 8. **经典测试用例**：文档列举了一些经典测试用例，用来展示内存模型允许和禁止的行为，帮助开发者理解和避免并发编程中的陷阱。 9. **字分裂（Word Tearing）**：是指在一个操作中，64位的数据可能会被分割成两个32位的部分，这在某些处理器架构上可能导致数据不一致性。 10. **double和long的非原子性处理**：在某些平台上，写入double和long可能不是原子的，这意味着它们的写操作可能分两次完成，这也可能引发数据竞争问题。 11. **公平性**：公平性是指线程获取锁的策略，是否保证每个等待的线程都能按照请求的顺序获得锁。非公平锁可能让某些线程长时间等待。 12. **wait、notify和interrupt**：这些是Object类中的方法，用于线程间通信。wait使线程进入等待状态，notify唤醒一个等待的线程，interrupt中断线程。它们的正确使用对于线程间的协作至关重要。 13. **Sleep和Yield**：Thread.sleep()让当前线程暂停指定时间，而Thread.yield()则让当前线程让出CPU执行权给其他线程。 14. **终结操作（Finalization）**：当对象不再被引用且垃圾收集器准备回收时，会触发终结操作。这部分讨论了终结操作的实现和与内存模型的交互。 JSR133规范的引入极大地提高了Java平台的并发性能和正确性，使得开发者能够编写出更加可靠和高效的并发程序。通过理解这些核心概念和规则，开发者可以更好地应对多线程环境中的挑战。