JUC（8）JMM
2024-09-08 07:53:19
文章目录
1、JMM
Volatile是java虚拟机提供轻量级的同步机制
- 1、保证可见性
- 2、不保证原子性
- 3、禁止指令重排
什么是JMM
java内存模型，不存在的东西，概念、约定
- 1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存（线程将主存中的变量复制一份到线程中）
- 2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中
- 3、加锁和读锁是同一把锁
两个线程同时执行，假如一个线程修改变量、另外一个线程没有及时得到，就会出错。
内存交互操作
内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）
- lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
- unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
- read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
- load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
- u- se （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
- assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
- store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
- write （写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中
JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：
- 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
- 不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存 - 一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
- 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
- 如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
- 如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
- 对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存
举例子
package com.jmm;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class JMMDemo {
private static int num = 0;
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{//线程1对主内存的变化不知道的
while (num == 0){
}
}).start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
num =1;
System.out.println(num);
}
}
测试结果
2、volatile
保证可见性
private volatile static int num = 0;
测试结果：程序立刻停止
不保证原子性
package com.jmm;
/**
* 不保证原子性
*/
public class VolatileDemo {
private volatile static int num = 0;
public static void add(){
num ++;
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 200; i++) {
new Thread(()->{
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
add();
}
}).start();
}
while(Thread.activeCount() > 2){
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" " +num);
}
}
测试结果
如果不加lock和synchronized，怎样保证原子性
使用原子类
测试结果
指令重排
什么是指令重排：你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的
volatile可以避免指令重排
volatile是可以保持可见性，不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象
3、单例模式
饿汉式
package com.single;
/**
* 饿汉式单例
*/
public class HungrySingle {
private HungrySingle(){}
private final static HungrySingle HUNGRY_SINGLE = new HungrySingle();
public static HungrySingle getInstance(){
return HUNGRY_SINGLE;
}
}
懒汉式
package com.single;
/**
* 懒汉式单例
*/
public class LazySingle {
private LazySingle(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
}
private volatile static LazySingle lazySingle;
/**
*双重检测锁模式的 懒汉式单例 DCL懒汉式
*/
public static LazySingle getInstance(){
if(lazySingle == null){
synchronized (LazySingle.class){
if(lazySingle == null){
lazySingle = new LazySingle();
/**
* 1、分配内存空间
* 2、执行构造方法，初始化对象
* 3、把这个对象指向这个空间
*/
}
}
}
return lazySingle;
}
//多线程并发
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(()->{
getInstance();
}).start();
}
}
}
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