一符糊、Java內(nèi)存模型 == JVM內(nèi)存模型扒袖？

??很多人都會(huì)認(rèn)為Java內(nèi)存模型就是JVM內(nèi)存模型馆类，但實(shí)際上是錯(cuò)的，Java內(nèi)存模型是一個(gè)抽象的概念嘴办，描述了Java語言的一組規(guī)則和規(guī)范瞬场，JVM實(shí)際上也不僅僅支持運(yùn)行Java代碼，還支持很多能在JVM上運(yùn)行的語言如JRuby涧郊、Scale等贯被，這是因?yàn)镴Ruby、Scale也有自己的語言規(guī)范妆艘，只要編譯出來的字節(jié)碼符合《Java虛擬機(jī)規(guī)范》彤灶，就可以在JVM上運(yùn)行。

??JVM不關(guān)心代碼是用哪種編程語言寫的双仍，只要編譯出來的指令碼符合JVM規(guī)范，那么就可以在JVM上運(yùn)行桌吃，所有語言在JVM上的內(nèi)存的結(jié)構(gòu)都是一樣的朱沃，JVM上的內(nèi)存模型圖如下。

??在JVM中茅诱，所有實(shí)例域逗物、靜態(tài)域和數(shù)組元素存儲(chǔ)在堆內(nèi)存中，堆內(nèi)存在線程之間共享瑟俭。局部變量翎卓、方法定義參數(shù)和異常處理器參數(shù)不會(huì)在線程之間共享，它們不會(huì)有內(nèi)存可見性問題摆寄，也不會(huì)收內(nèi)存模型的影響失暴。

二黍檩、Java內(nèi)存模型基礎(chǔ)

??在并發(fā)編程中叉袍，需要處理的兩個(gè)關(guān)鍵問題是：線程之前如何通信和線程之間如何同步。

1刽酱、通信

??通信是指線程之間以何種機(jī)制來交換信息喳逛。在命令式編程中，線程之間的通信機(jī)制有兩種：共享內(nèi)存和消息傳遞肛跌。

??在共享內(nèi)存的并發(fā)模型里艺配，線程之間共享程序的公共狀態(tài)，線程之間通過寫-讀內(nèi)存中的公共狀態(tài)來隱式進(jìn)行通信衍慎。
??在消息傳遞的并發(fā)模型里转唉，線程之間沒有公共狀態(tài)，線程之間必須通過明確的發(fā)送消息來顯式進(jìn)行通信稳捆。

2赠法、同步

??同步是指程序用于控制不同線程之間操作發(fā)生相對(duì)順序的機(jī)制。在共享內(nèi)存的并發(fā)模型里乔夯，同步是顯式進(jìn)行的砖织，程序員必須顯式指定某個(gè)方法或某段代碼需要在線程之間互斥執(zhí)行；在消息傳遞的并發(fā)模型里末荐，由于消息的發(fā)送必須在消息的接收之前，因此同步是隱式進(jìn)行的。

??Java的并發(fā)采用的是共享內(nèi)存模型，Java線程之間的通信總是隱式進(jìn)行哲鸳，整個(gè)通信過程對(duì)程序員完全透明般渡。

3脸秽、Java內(nèi)存模型的抽象

??Java線程之間的通信由Java內(nèi)存模型（JMM）控制。JMM決定了一個(gè)線程對(duì)共享變量的寫入何時(shí)對(duì)另一個(gè)線程可見。從抽象的角度來看雕沿，JMM定義了線程與主內(nèi)存之間的抽象關(guān)系：線程之間的共享變量存儲(chǔ)在主內(nèi)存中辽俗，每一個(gè)線程都有一個(gè)自己私有的本地內(nèi)存朱浴，本地內(nèi)存中存儲(chǔ)了該變量以讀/寫共享變量的副本砰碴。本地內(nèi)存是JMM的一個(gè)抽象概念呈枉，并不真實(shí)存在埃碱，只是為了幫助理解酥泞。

JMM抽象示意圖

步驟示意圖

4亮元、重排序

??在執(zhí)行程序時(shí)為了提高性能猛计，編譯器和處理器常常會(huì)對(duì)指令做重排序，重排序分三類：

（1）編譯器優(yōu)化的重排序
??編譯器在不改變單線程程序語義的前提下爆捞，可以重新安排語句的執(zhí)行順序奉瘤。

（2）指令級(jí)并行的重排序
??現(xiàn)代處理器采用了指令級(jí)并行技術(shù)來將多條指令重疊執(zhí)行。如果不存在數(shù)據(jù)依賴性，處理器可以改變語句對(duì)應(yīng)及其指令的執(zhí)行順序盗温。

（3）內(nèi)存系統(tǒng)的重排序
??由于處理器使用緩存和讀/寫緩沖區(qū)藕赞，這使得加載和存儲(chǔ)操作看上去可能是在亂序執(zhí)行。

??從Java源代碼到最終實(shí)際執(zhí)行的指令序列卖局，會(huì)分別經(jīng)歷下面三種重排序：

??對(duì)于編譯器，JMM的編譯器重排序規(guī)則會(huì)禁止特定類型的編譯器重排序（即可能導(dǎo)致程序可見性問題的重排序要禁止昼窗，但是不會(huì)禁止能優(yōu)化程序執(zhí)行效率并不影響程序執(zhí)行結(jié)果正確性的重排序）是趴，如下所示：

??A和B的初始值都是0，對(duì)于線程1和線程2來說澄惊，重排序都不會(huì)影響單線程的執(zhí)行效果唆途，但是如果兩個(gè)線程并發(fā)操作A、B的值掸驱，則運(yùn)行結(jié)果可能不一致肛搬，比如重排序前線程2給r1賦值的時(shí)候值為0，但是重排序后毕贼，賦值這個(gè)操作可能在線程1給B賦值1這步之后執(zhí)行温赔，此時(shí)對(duì)線程2來說賦值時(shí)B的值就是1了，而這種重排序就是JMM規(guī)范里要禁止的鬼癣。

??對(duì)于處理器重排序陶贼，JMM的處理器重排序規(guī)則會(huì)要求Java編譯器在生成指令序列時(shí)，插入特定類型的內(nèi)存屏障指令待秃，通過內(nèi)存屏障指令來禁止特定類型的處理器重排序（同樣不是所有的處理器重排序都要禁止）拜秧。

??JMM屬于語言級(jí)的內(nèi)存模型，它確保在不同的編譯器和不同的處理器平臺(tái)之上章郁，通過禁止特定類型的編譯器重排序和處理器重排序枉氮，為程序員提供一致的內(nèi)存可見性保證。

處理器重排序

??現(xiàn)代的處理器使用寫緩沖區(qū)來臨時(shí)保存向內(nèi)存寫入的數(shù)據(jù)。寫緩沖區(qū)可以保證指令流水線持續(xù)運(yùn)行嘲恍，它可以避免由于處理器停頓下來等待向內(nèi)存寫入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的延遲。同時(shí)雄驹，通過以批處理的方式刷新寫緩沖區(qū)佃牛，以及合并寫緩沖區(qū)中對(duì)同一內(nèi)存地址的多次寫，可以減少對(duì)內(nèi)存總線的占用医舆。雖然寫緩沖區(qū)有這么多好處俘侠，但每個(gè)處理器上的寫緩沖區(qū)，僅僅對(duì)它所在的處理器可見蔬将。這個(gè)特定會(huì)對(duì)內(nèi)存操作的執(zhí)行順序產(chǎn)生重要的影響：處理器對(duì)內(nèi)存的讀/寫操作的執(zhí)行順序爷速，不一定與內(nèi)存實(shí)際發(fā)生的讀/寫操作順序一致。

??從內(nèi)存操作實(shí)際發(fā)生的順序來看坪稽，直到處理器A執(zhí)行A3來刷新自己的寫緩存去，寫操作A1才算真正執(zhí)行了鳞骤。雖然處理器A執(zhí)行內(nèi)存操作的順序?yàn)椋篈1 -> A2窒百，但內(nèi)存操作實(shí)際發(fā)生的順序卻是：A2 -> A1。此時(shí)豫尽，處理器A的內(nèi)存操作順序被重排序了贝咙。

??這里的關(guān)鍵是，由于寫緩沖區(qū)僅對(duì)自己的處理器可見拂募，它會(huì)導(dǎo)致處理器執(zhí)行內(nèi)存操作的順序可能會(huì)與內(nèi)存實(shí)際的操作執(zhí)行順序不一致庭猩。由于現(xiàn)代的處理器都會(huì)使用寫緩沖區(qū)，因此現(xiàn)代處理器都會(huì)允許對(duì)寫-讀操作重排序陈症。

內(nèi)存屏障指令

??為了保證內(nèi)存可見性蔼水，Java編譯器在生成指令序列的適當(dāng)位置會(huì)插入內(nèi)存屏障指令來禁止特定類型的處理器重排序。

??處理器提供了兩個(gè)內(nèi)存屏障指令：
（1）讀內(nèi)存屏障：在指令前插入Load Barrier录肯，可以讓高速緩存中的數(shù)據(jù)失效趴腋，強(qiáng)制重新從主內(nèi)存加載數(shù)據(jù)，讓CPU緩存與主內(nèi)存保持一致，避免緩存導(dǎo)致的一致性問題优炬。
（2）寫內(nèi)存屏障：在指令后插入Store Barrier颁井，能讓寫入緩存中的最新數(shù)據(jù)更新寫入主內(nèi)存，讓其他線程可見蠢护；當(dāng)發(fā)生這種強(qiáng)制寫入主內(nèi)存的顯式調(diào)用雅宾，CPU就不會(huì)處于性能優(yōu)化考慮進(jìn)行指令重排。

??程序進(jìn)行讀寫時(shí)葵硕，指令執(zhí)行順序可能有：讀寫眉抬，寫讀，讀讀懈凹，寫寫蜀变，所以JMM把內(nèi)存屏障指令分為下列四類：

5、多線程編程中常見的問題

??對(duì)于新手介评，多線程編程不是個(gè)容易上手的技術(shù)库北，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的老手，還時(shí)不時(shí)馬失前蹄们陆，都會(huì)遇到很多問題贤惯，正因?yàn)檫@些問題，所以《Java語言規(guī)范》要提出一些規(guī)則范式來解決這些問題棒掠，常見的問題主要有：

• 所見非所得
• 無法用肉眼去檢測程序的準(zhǔn)確性
• 不同的運(yùn)行平臺(tái)有不同的表現(xiàn)
• 錯(cuò)誤很難重現(xiàn)

??下面通過一個(gè)實(shí)例程序體會(huì)下這些問題：

public class Demo1Visibility {
    int i = 0;
    boolean isRunning = true;
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Demo1Visibility demo = new Demo1Visibility();
        
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hrer i am...");
                while (demo.isRunning) {
                    demo.i++;
                }
                System.out.println(demo.i);
            }
        }).start();
        
        Thread.sleep(3000L);
        demo.isRunning = false;
        System.out.println(demo.i);
        System.out.println("shutdown...");
    }
}

??程序的邏輯很簡單孵构，有兩個(gè)線程：主線程和匿名線程，程序啟動(dòng)時(shí)烟很，主線程中會(huì)啟動(dòng)匿名線程颈墅，接著主線程休眠3秒，由于demo.isRunning的初始值為true雾袱，因此匿名線程中的while循環(huán)會(huì)不斷循環(huán)恤筛，直到主線程休眠結(jié)束后，將demo.isRunning的值更新為false芹橡，此時(shí)匿名線程的while循環(huán)會(huì)結(jié)束毒坛，從而打印出demo.i的值。
??但是程序運(yùn)行后林说，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行結(jié)果并不像預(yù)料的那樣煎殷，程序并沒有打印出i的值，并且一直處于運(yùn)行狀態(tài)腿箩，很明顯這是因?yàn)槟涿€程沒有感知到demo.isRunning的變化豪直，導(dǎo)致一直循環(huán)中，如下所示：

??從上面的示例可以看出勾习，程序運(yùn)行的結(jié)果不一定如我們預(yù)料的（所見非所得），在不同版本的JDK下運(yùn)行有差異（不同的運(yùn)行平臺(tái)有不同的表現(xiàn)）懈玻，使用不同的啟動(dòng)參數(shù)-client/-server有不同的效果巧婶，無法肉眼檢測程序的準(zhǔn)確性，而這些問題就是《Java語言規(guī)范》提供的Java內(nèi)存模型所要解決的問題酪刀，但是要注意Java內(nèi)存模型并不會(huì)實(shí)際解決這些問題，更多的它是一種規(guī)范钮孵、規(guī)則骂倘，而JVM會(huì)去真正實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則規(guī)范。

??對(duì)于上面代碼巴席，在非32位JDK非-client下历涝，子線程都不能正常退出while循環(huán)打印出i的值，我們結(jié)合上述講到的Java內(nèi)存模型的示意圖來分析漾唉。

??首先demo是一個(gè)對(duì)象荧库，對(duì)象是存儲(chǔ)在堆內(nèi)存中的，從運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的示意圖可知赵刑，堆內(nèi)存是所有線程共享的區(qū)域分衫；程序中有主線程和子線程兩個(gè)線程，每個(gè)線程在運(yùn)行時(shí)JVM都會(huì)分配一塊線程私有的內(nèi)存塊般此，我們稱之為線程工作區(qū)蚪战，線程工作區(qū)就會(huì)存儲(chǔ)線程運(yùn)行中需要的局部變量表、操作數(shù)棧铐懊、動(dòng)態(tài)鏈接邀桑、返回地址等信息。主線程會(huì)修改demo.isRunning的值為false科乎，會(huì)將修改內(nèi)容寫入到共享堆內(nèi)存中壁畸，而子線程會(huì)去讀取堆內(nèi)存中的demo.isRunning的值，來讓程序退出while循環(huán)茅茂。

??當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)捏萍，需要將其加載到CPU中，程序運(yùn)行中需要存儲(chǔ)一些變量空闲，這些變量會(huì)保存在RAM內(nèi)存中照弥，所以線程工作區(qū)既分布在CPU也分布在RAM內(nèi)存中。從[Java多線程編程之四] CPU緩存和內(nèi)存屏障可知进副，由于內(nèi)存讀取寫入操作的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上CPU運(yùn)行的速度这揣，所以在CPU和內(nèi)存中間悔常，有個(gè)高速緩存，內(nèi)存把數(shù)據(jù)加載到高速緩存中给赞，供CPU讀取机打，當(dāng)CPU要修改內(nèi)存時(shí)，同樣是要先寫到高速緩存中片迅，再由高速緩存同步到內(nèi)存中残邀，高速緩存協(xié)議又保證了內(nèi)存中的數(shù)據(jù)被修改時(shí)同樣也會(huì)同步到其他線程的高速緩存中，如圖所示：

??這里又不得不再次提到上面說到的編譯優(yōu)化重排序映挂，在 [Java多線程編程之一] Java代碼是怎么運(yùn)行起來的框杜？看完這篇你就懂了！中提到Java的解釋執(zhí)行和編譯執(zhí)行袖肥，解釋執(zhí)行指JVM在讀取字節(jié)碼執(zhí)行時(shí)吟税，是由執(zhí)行引擎的解釋器逐條將字節(jié)碼翻譯成機(jī)器可識(shí)別的指令懊亡，編譯執(zhí)行則是直接將一段字節(jié)碼翻譯成機(jī)器可以識(shí)別的指令碼知牌。

??說起Java的編譯執(zhí)行就不得不提到JIT編譯器（Just In Time Compiler）赶盔，當(dāng)Java程序中某個(gè)方法不斷被調(diào)用（比如遞歸）或者某段代碼不斷被循環(huán)（比如while(true)）時(shí)，調(diào)用執(zhí)行的頻率達(dá)到一定水平就會(huì)升級(jí)為熱點(diǎn)代碼寸癌，這時(shí)啟動(dòng)JIT編譯专筷，直接將熱點(diǎn)代碼編譯成機(jī)器碼放到方法區(qū)中，當(dāng)程序再次執(zhí)行到這段熱點(diǎn)代碼時(shí)蒸苇，直接從方法區(qū)中取機(jī)器指令執(zhí)行磷蛹，從而提升程序執(zhí)行的效率，在JIT編譯時(shí)溪烤，會(huì)進(jìn)行指令重排做性能優(yōu)化味咳，指令重排不僅僅是對(duì)執(zhí)行指令的重排庇勃，程序的邏輯可能也會(huì)發(fā)生改變，比如上面子線程執(zhí)行的循環(huán)體槽驶，可能被優(yōu)化成下面的形式：

boolean f = demo.isRunning;
if (f) {
    while (true) {
        i++;
    }
}

??這相當(dāng)于demo.isRunning一開始就被緩存起來了责嚷，并且不會(huì)再次去讀取它的值，這就導(dǎo)致了主線程修改了demo.isRunning時(shí)掂铐，子線程感受不到罕拂，所以一直在循環(huán)執(zhí)行i++，上面提到的運(yùn)行VM參數(shù)-client全陨、-server屬于JIT編譯的參數(shù)爆班，影響指令優(yōu)化重排的行為，所以在32位JDK下辱姨，設(shè)置不同的參數(shù)會(huì)有不同的效果柿菩。

??問題的原因找到了，如何解決這個(gè)問題炮叶？很簡單碗旅，定義isRunning時(shí)用volatile修飾即可渡处，volatile有禁止指令重排的效果镜悉，如下所示：

6、Volatile關(guān)鍵字

??上面問題分析寫了一堆怖竭，最終卻出人意料地讓一個(gè)volatile關(guān)鍵字輕松解決锥债，volatile有什么魔力？

??volatile可以解決多線程環(huán)境中共享數(shù)據(jù)的可見性問題痊臭，即一個(gè)線程修改了共享變量時(shí)哮肚，其他線程馬上能夠感知到這種變化。

舉個(gè)例子：

public class VolatileTest {
    volatile long a = 1L;       // 使用volatile聲明的64位long型
    
    public void set(long l) {   // 單個(gè)volatile變量的寫
        a = l;
    }
    
    public long get() {         // 單個(gè)volatile變量的讀
        return a;
    }
    
    public void getAndIncreament() {
        a++;                    // 復(fù)合多個(gè)volatile變量的讀/寫                   
    }
}

假設(shè)有多個(gè)線程分別調(diào)用上面程序的三個(gè)方法广匙，則這個(gè)程序在語義上和下面的程序等價(jià)：

public class VolatileTest {
    long a = 1L;        // 64位的long型普通變量
    
    public synchronized void set(long l) {
        a = l;          // 對(duì)單個(gè)普通變量的寫用同一個(gè)鎖同步
    }
    
    public synchronized long get() {
        return a;
    }
    
    public void getAndIncreament() {
        long temp = get();
        temp += 1L;
        set(temp);
    }
}

??如上面示例程序所示允趟，對(duì)一個(gè)volatile變量的單個(gè)讀/寫操作，與對(duì)一個(gè)普通變量的讀/寫操作使用同一個(gè)鎖來同步鸦致，執(zhí)行效果是相同的潮剪。

??鎖的語義決定了臨界區(qū)代碼的執(zhí)行具有原子性涣楷，這意味著不管是什么類型的變量，只要它是volatile變量鲁纠，對(duì)該變量的讀寫就將具有原子性总棵，但是這種原子性是對(duì)單個(gè)變量的操作而言的，如果是多個(gè)volatile操作或類似于volatile++這種復(fù)合操作改含，則其整體上不具有原子性情龄。

??再回到5、多線程編程中的程序案例捍壤，如果對(duì)demo.isRunning修飾了volatile骤视，禁止指令重排，JIT不會(huì)優(yōu)化出下面這種形式的代碼鹃觉，程序讀寫時(shí)雖然也用到高速緩存专酗，但是保證了多個(gè)線程對(duì)同個(gè)共享數(shù)據(jù)的同步可見。

boolean f = demo.isRunning;
if (f) {
    while (true) {
        i++;
    }
}

??總結(jié)起來：volatile變量自身具有下列特性：

• 可見性：對(duì)一個(gè)volatile變量的讀盗扇，總是能看到（任意線程）對(duì)這個(gè)volatile變量最后的寫入祷肯。
• 原子性：對(duì)任意單個(gè)volatile變量的讀/寫具有原子性，但類似于volatile++這種復(fù)合操作不具有原子性疗隶。
  
  

（1）volatile寫-讀的內(nèi)存定義

• 當(dāng)寫一個(gè)volatile時(shí)佑笋，JMM會(huì)把該線程對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存中的共享變量刷新到內(nèi)存。
• 當(dāng)讀一個(gè)volatile時(shí)斑鼻，JMM會(huì)把該線程對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存中的共享變量置為無效蒋纬，線程接下來將從主內(nèi)存中讀取共享變量。

（2）volatile內(nèi)存語義的實(shí)現(xiàn)

下面是JMM針對(duì)編譯器制定的volatile重排序規(guī)則表：

為了實(shí)現(xiàn)volatile的內(nèi)存語義坚弱，編譯器在生成字節(jié)碼時(shí)蜀备，會(huì)在指令序列中插入內(nèi)存屏障來禁止特定類型的處理器重排序。

下面是基于保守策略的JMM內(nèi)存屏障插入策略：

• 在每個(gè)volatile寫操作的前面插入一個(gè)StoreStore屏障荒叶。
• 在每個(gè)volatile寫操作的后面插入一個(gè)StoreLoad屏障碾阁。
• 在每個(gè)volatile讀操作的前面插入一個(gè)LoadLoad屏障。
• 在每個(gè)volatile讀操作的后面插入一個(gè)LoadStore屏障些楣。

下面是保守策略下脂凶，volatile寫操作插入內(nèi)存屏障后生成的指令序列示意圖：

volatile寫插入內(nèi)存屏障示意圖

下面是保守策略下，volatile讀操作插入內(nèi)存屏障后生成的指令序列示意圖：

volatile讀插入內(nèi)存pingzhag

三冠桃、Java內(nèi)存模型中的一些語義和規(guī)則

1、as-if-serial語義

??不管怎么重排序（編譯器和處理器為了提高并行度）道宅，單線程程序的執(zhí)行結(jié)果不能被改變食听，編譯器胸蛛、runtime和處理器都必須遵循as-if-serial語義，也就是說樱报，編譯器和處理器不會(huì)對(duì)存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的操作做重排序葬项。

2、Shaerd Variables定義

??可以在線程之間共享的內(nèi)存稱為共享內(nèi)存或堆內(nèi)存迹蛤。所有實(shí)例字段民珍、靜態(tài)字段和數(shù)組元素都存儲(chǔ)在堆內(nèi)存中，這些字段和數(shù)組都是共享變量盗飒。

??多個(gè)線程對(duì)共享變量的訪問操作中嚷量，如果至少有一個(gè)訪問時(shí)寫操作，那么對(duì)同一個(gè)變量的兩次訪問時(shí)沖突的逆趣，訪問順序的不一樣可能導(dǎo)致出現(xiàn)不同的結(jié)果蝶溶。

3、線程間操作的定義

（1）線程間操作指：一個(gè)程序執(zhí)行的操作可被其他線程感知或被其他線程直接影響宣渗。
（2）Java內(nèi)存模型只描述線程間操作抖所，不描述線程內(nèi)操作，線程內(nèi)操作按照線程內(nèi)語義執(zhí)行痕囱。

線程間操作有：

• 普通讀
• 普通寫
• volatile讀
• volatile寫
• Lock田轧、Unlock：加鎖解鎖通常發(fā)生在多個(gè)線程對(duì)共享變量進(jìn)行操作的同步。
• 線程的第一個(gè)和最后一個(gè)操作：簡單說就是一個(gè)線程的啟動(dòng)和終止能被其他線程感知到咐蝇。
• 外部操作：比如多個(gè)線程去訪問DB涯鲁，DB是外部的資源巷查，所以叫外部操作有序，也是線程間操作。
  
  
  

4岛请、同步規(guī)則的定義

（1） 對(duì)volatile變量v的寫入旭寿，與所有其他線程后續(xù)對(duì)v的讀同步
（2） 對(duì)于監(jiān)視器m的解鎖與所有后續(xù)操作對(duì)m的加鎖同步

這里有兩層語義：一層是加鎖解鎖操作是不能被重排序的；

另一層含義線程1拿到鎖做了一些操作（比如修改了某個(gè)變量的值）崇败，接著解鎖盅称，接下來線程2拿到鎖，此時(shí)線程2是可以感知到線程1在持有鎖期間的操作后室。

（3）對(duì)于每個(gè)屬性寫入默認(rèn)值（0缩膝，false, null）與每個(gè)線程對(duì)其進(jìn)行的操作同步

??對(duì)象創(chuàng)建時(shí)，JVM會(huì)根據(jù)對(duì)象屬性類型等信息為其分配一塊內(nèi)存岸霹，由于內(nèi)存中可能存在臟數(shù)據(jù)疾层，所以JVM在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，會(huì)根據(jù)其屬性類型初始化默認(rèn)值贡避，比如數(shù)字類型的初始化為0痛黎，布爾類型初始化為false予弧，對(duì)象類型初始化為null，這個(gè)初始化的操作在線程訪問對(duì)象之前完成湖饱，確保訪問對(duì)象的線程不會(huì)看到“臟數(shù)據(jù)”（即沒初始化之前的內(nèi)存亂碼）掖蛤。

（4）啟動(dòng)線程的操作與線程中的第一個(gè)操作同步

??這里同步的意思同樣有兩層含義，一層指線程要先被啟動(dòng)才能執(zhí)行線程里的run方法井厌；一層指啟動(dòng)線程的線程調(diào)用start()方法啟動(dòng)了線程蚓庭，這個(gè)啟動(dòng)動(dòng)作修改了被啟動(dòng)的線程狀態(tài)，并且被啟動(dòng)線程能感知到這種狀態(tài)的變化仅仆。

（5）線程T2的最后操作與線程T1發(fā)現(xiàn)線程T2已經(jīng)結(jié)束同步（isAlive,join可以判斷線程是否終結(jié)）

??跟上面的規(guī)則差不多彪置，就是T2線程操作結(jié)束時(shí)，線程狀態(tài)會(huì)修改成Terminated蝇恶，這個(gè)線程狀態(tài)對(duì)其他線程是可見的拳魁。

（6）如果線程T1中斷了T2，那么線程T1的中斷操作與其他所有線程發(fā)現(xiàn)T2被中斷了同步撮弧，通過拋出InterruptedException異常潘懊，或者調(diào)用Thread.interrupted或Thread.isInterrupted

??線程T1調(diào)用t1.interrupted()來中斷線程T1，本質(zhì)是修改T1線程對(duì)象的interrupted屬性的狀態(tài)值為true贿衍，這個(gè)狀態(tài)值對(duì)其他線程可見授舟，其他線程發(fā)現(xiàn)線程T2中斷肯定在線程T1中斷T2之后發(fā)生

5、Happens-before先行發(fā)生原則

??happens-before關(guān)系用于描述兩個(gè)有沖突的動(dòng)作之間的順序贸辈，如果一個(gè)action happends before另一個(gè)action释树，則第一個(gè)操作被第二個(gè)操作可見，JVM需要實(shí)現(xiàn)如下happens-before規(guī)則：

（1）某個(gè)線程中的每個(gè)動(dòng)作都happens-before該線程中該動(dòng)作后面的動(dòng)作

??簡單地說就是代碼指令的順序執(zhí)行

（2）某個(gè)管程上的unlock動(dòng)作happens-before同一個(gè)管程上后續(xù)的lock操作

??先加鎖后解鎖擎淤，順序不可調(diào)整

（3）對(duì)某個(gè)volatile字段的寫操作happens-before每個(gè)后續(xù)對(duì)該volatile字段的讀操作

（4）在某個(gè)線程對(duì)象上調(diào)用start()方法happens-before該啟動(dòng)線程中的任意動(dòng)作

（5）如果在線程t1中成功執(zhí)行了t2.join()奢啥，則t2中所有操作對(duì)t1可見

（6）如果某個(gè)動(dòng)作a happens-before動(dòng)作b，且b happens-before動(dòng)作c嘴拢，則有a happens-before c

6桩盲、final在JMM中的處理

public class Demo2Final {
    final int x;
    int y;
    
    static Demo2Final f;
    
    public Demo2Final() {
        x = 3;
        y = 4;
    }
    
    static void writer() { f = new Demo2Final(); }
    
    static void reader() {
        if (f != null) {
            int i = f.x;    // 一定會(huì)讀到正確的構(gòu)造版本
            int j = f.y;    // 可能會(huì)讀到默認(rèn)值0
            System.out.println("i = " + i + ", j = " + j);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // Thread1 writer
        // Thread2 read
    } 
}

public class Demo3Final {
    final int x;
    int y;
    int c;
    
    static Demo3Final f;
    
    public Demo3Final() {
        x = 3;
        // #### 重點(diǎn)語句  ####
        y = x;    // 因?yàn)閤被final修飾了，所以可讀到y(tǒng)的正確構(gòu)造版本
        c = 4;
    }
    
    static void writer() { f = new Demo3Final(); }
    
    static void reader() {
        if (f != null) {
            int i = f.x;
            int j = f.y;
            int k = f.c;
            System.out.println("i = " + i + ", j = " + j + ", k = " + k);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // Thread1 write
        Demo3Final.writer();
        
        // Thread2 read
    }
}

7卦洽、Word Tearing字節(jié)處理

??有些處理器（尤其是早期的Alphas處理器）沒有提供寫單個(gè)字節(jié)的功能贞言。在這樣的處理器上更新byte數(shù)組，若只是簡單地讀取整個(gè)內(nèi)容阀蒂，更新對(duì)應(yīng)的字節(jié)该窗，然后將整個(gè)內(nèi)容再寫回內(nèi)存，將是不合法的蚤霞。

??這個(gè)問題有時(shí)候被稱為“字分裂（word tearing）”酗失，更新單個(gè)字節(jié)有難度的處理器，就需要尋求其他方式來解決問題昧绣。因此规肴，編程人員需要注意，盡量不要對(duì)byte[]中的元素進(jìn)行重新賦值夜畴，更不要在多線程程序中這樣做拖刃。

如下圖所示，展示了字分類的問題：

??內(nèi)存中存在數(shù)組[10, 2, 6, 9, 11, 23, 14]贪绘，現(xiàn)在線程1要修改數(shù)組下標(biāo)為4的元素值為10兑牡，線程2要修改數(shù)組下標(biāo)為3的元素值為6。

8、double和long的特殊處理

??由于《Java語言規(guī)范》的原因牛哺，對(duì)非volatile的double陋气、long的單詞寫操作是分兩次來進(jìn)行的，每次操作其中32位引润，這可能導(dǎo)致第一次寫入后巩趁，讀取的值是臟數(shù)據(jù)，第二次寫完成后，才能讀到正確值议慰。但是現(xiàn)在的JVM大都針對(duì)這點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化蠢古，使得對(duì)double、long類型數(shù)據(jù)的操作都能以整體64位進(jìn)行别凹，保持原子性草讶，防止讀取的線程讀到臟數(shù)據(jù)。

??讀寫volatile修飾的long炉菲、double是原子性的堕战。

??商業(yè)JVM不會(huì)存在這個(gè)問題，雖然規(guī)范沒要求實(shí)現(xiàn)原子性拍霜，但是考慮到實(shí)際應(yīng)用嘱丢，大部分都實(shí)現(xiàn)了原子性。

??《Java語言規(guī)范》中說道：建議程序員將共享的64位值（long祠饺、double）用volatile修飾或正確同步其程序以避免可能的復(fù)雜的情況越驻。