Java并发编程基础与内存模型解析

"《JAVA并发编程常识》是由梁飞（虚极）编写的PPT，主要探讨了Java并发编程的基础知识，包括JVM内存模型、线程栈与堆内存的特性、原子性、可见性和可排序性，以及相关的并发安全问题。这份资料适合初学者和进阶者参考学习，理解Java并发编程的基本原理和实践技巧。 在JVM内存模型中，堆内存是所有对象的存储区域，对象的属性也存于堆中，堆内存按照单字节对齐，而短整型（short）在堆中保持不变。每个线程都有自己独立的线程栈空间，用于存储基本类型和对象的引用。栈内存则是按照4字节对齐，对于short类型会转换为int。对象的引用指向堆空间中的对象，而方法中的局部变量和参数则存储在线程栈中，由于它们是线程私有的，因此局部变量不会引起线程间的竞争，从而保证了线程安全。 并发编程中的原子性是关键概念。对象地址的读写是原子性的，因此线程安全。但是，对于可变状态的并发读写，如果不采取同步措施，则可能出现线程不安全的情况。基本类型的读写（如int、char）是线程安全的，但long和double的读写因高位和低位分开处理，可能导致非线程安全。复合操作如i++则更需要特别注意，因为这涉及到多个操作，通常不是原子性的。 为了解决可见性问题，Java提供了final关键字来保证初始化后的final字段对所有线程可见。volatile关键字确保了读写volatile字段的可见性，同时synchronized同步块可以确保在块内的读写操作对其他线程可见。此外，Java的happen-before原则定义了特定事件的顺序，确保了并发执行时的内存可见性和可排序性。 在happen-before法则中，包括程序次序法则、监视器法则、volatile变量法则、线程启动和终结法则、中断和终结法则等，这些规则帮助开发者理解和维护并发代码的正确性。例如，监视器法则指出，解锁后对同一监视器的加锁操作必须在解锁之后发生。 最后，系统内存的MESI协议是CPU缓存一致性协议的一种，它规定了不同CPU核心间如何协调对内存的访问，以避免数据不一致。在MESI协议中，有四种状态：Modified（修改）、Exclusive（独占）、Shared（共享）和Invalid（无效），确保了多核系统中的数据一致性。 这份PPT深入浅出地讲解了Java并发编程中的基础知识，对于理解和解决并发问题具有很大的指导价值。"