java多线程之内存可见性-synchronized、volatile
1、JMM:Java Memory Model(Java内存模型)
关于synchronized的两条规定:
1、线程解锁前,必须把共享变量的最新值刷新到主内存中
2、线程加锁时,将清空工作内存中共享变量的值,从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值(注意:加锁和解锁需要是同一把锁)
注:线程解锁前对共享变量的修改在下次加锁时对其他线程可见
2、线程执行互斥代码的过程:
1、获得互斥锁
2、清空工作内存
3、从主内存拷贝变量的最新副本到工作内存
4、执行代码
5、将更改后的共享变量的值刷新到主内存
6、释放互斥锁
名词概念:
1、重排序:代码书写的顺序与实际实行的顺序不同;指令重排序是编译器或处理器为了提高程序性能而做的优化。
1、编译器优化的重排序(编译器优化)
2、指令级并行重排序(处理器优化)
3、内存系统的重排序(处理器优化)
2、as-if-serial:无论如何重排序,程序执行的结果应该与代码顺序执行的结果一致(Java编译器、运行时和处理器都会保证Java在单线程下遵循as-if-serial语义)
注:
1、重排序不会给单线程带来内存可见性问题
2、多线程中程序交错执行时,重排序可能会造成内存可见性问题
可见性分析:
导致共享变量在线程间不可见的原因:
1、线程的交叉执行
2、重排序结合线程交叉执行
3、共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存间及时更新
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volatile实现可见性
1、volatile关键字:
1、能够保证volatile变量的可见性
2、不能保证volatile变量复合操作的原子性
2、volatile如何实现内存可见性:
深入来说:通过加入内存屏障和禁止重排序优化来实现的。
1、对volatile变量执行写操作时,会在写操作后加入一条store屏障指令
2、对volatile变量执行读操作时,会在读操作前加入一条load屏障指令
通俗的讲:volatile变量在每次被线程访问时,都强迫从主内存中重读该变量的值,而当该变量发生变化时,又会强迫线程将最新的值刷新到主内存。这样任何时刻,不同的线程总能看到该变量的最新值。
3、线程写volatile变量的过程:
1、改变线程工作内存中volatile变量副本的值
2、将改变后的副本的值从工作内存刷新到主内存
线程读volatile变量的过程:
1、从主内存中读取volatile变量的最新值到线程的工作内存中
2、从工作内存中读取volatile变量的副本
4、要在多线程中安全的使用volatile变量,必须同时满足:
1、对变量的写入操作不依赖其当前值
2、该变量没有包含在具有其他变量的不变式中
5、保证number自增操作的原子性:
1、使用synchronized关键字
2、使用ReentrantLock(java.util.concurrent.locks包下)
3、使用AtomicInteger(java.util.concurrent.atomic包下)
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6、、synchronized和volatile比较
1、volatile不需要加锁,比synchronized更轻量级,不会阻塞线程
2、从内存可见性角度讲,volatile读相当于加锁,volatile写相当于解锁
3、synchronized既能保证可见性,又能保证原子性,而volatile只能保证可见性,无法保证原子性
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