今天開始寫個系列
從JDK 5 開始，JMM使用happens-before的概念來闡述多線程之間的內(nèi)存可見性旋膳。在JMM中菌瘫，如果一個操作執(zhí)行的結(jié)果需要對另一個操作可見，那么這兩個操作之間必須存在happens-before關(guān)系阐污。 happens-before和JMM關(guān)系如下圖：
happens-before原則非常重要休涤，它是判斷數(shù)據(jù)是否存在競爭、線程是否安全的主要依據(jù)笛辟，依靠這個原則功氨，我們解決在并發(fā)環(huán)境下兩操作之間是否可能存在沖突的所有問題。下面我們就一個簡單的例子稍微了解下happens-before 手幢；
i = 1; //線程A執(zhí)行
j = i ; //線程B執(zhí)行
j 是否等于1呢捷凄？假定線程A的操作（i = 1）happens-before線程B的操作（j = i）,那么可以確定線程B執(zhí)行后j = 1 一定成立，如果他們不存在happens-before原則围来，那么j = 1 不一定成立跺涤。這就是happens-before原則的威力。
什么是happens-before
happens-before原則定義如下：
1.如果一個操作happens-before另一個操作监透，那么第一個操作的執(zhí)行結(jié)果將對第二個操作可見桶错，而且第一個操作的執(zhí)行順序排在第二個操作之前。
2.兩個操作之間存在happens-before關(guān)系胀蛮，并不意味著一定要按照happens-before原則制定的順序來執(zhí)行院刁。如果重排序之后的執(zhí)行結(jié)果與按照happens-before關(guān)系來執(zhí)行的結(jié)果一致，那么這種重排序并不非法粪狼。
下面是happens-before原則規(guī)則：
1.程序次序規(guī)則：一個線程內(nèi)退腥，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作再榄；
2.鎖定規(guī)則：一個unLock操作先行發(fā)生于后面對同一個鎖的lock操作狡刘；
3.volatile變量規(guī)則：對一個變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作；
4.傳遞規(guī)則：如果操作A先行發(fā)生于操作B困鸥，而操作B又先行發(fā)生于操作C嗅蔬，則可以得出操作A先行發(fā)生于操作C；
5.線程啟動規(guī)則：Thread對象的start()方法先行發(fā)生于此線程的每個一個動作；
6.線程中斷規(guī)則：對線程interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發(fā)生购城；
7.線程終結(jié)規(guī)則：線程中所有的操作都先行發(fā)生于線程的終止檢測吕座，我們可以通過Thread.join()方法結(jié)束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經(jīng)終止執(zhí)行瘪板；
8.對象終結(jié)規(guī)則：一個對象的初始化完成先行發(fā)生于他的finalize()方法的開始吴趴；
我們來詳細看看上面每條規(guī)則（摘自《深入理解Java虛擬機第12章》）：
程序次序規(guī)則：一段代碼在單線程中執(zhí)行的結(jié)果是有序的。注意是執(zhí)行結(jié)果侮攀，因為虛擬機锣枝、處理器會對指令進行重排序（重排序后面會詳細介紹）。雖然重排序了兰英，但是并不會影響程序的執(zhí)行結(jié)果撇叁，所以程序最終執(zhí)行的結(jié)果與順序執(zhí)行的結(jié)果是一致的。故而這個規(guī)則只對單線程有效畦贸，在多線程環(huán)境下無法保證正確性陨闹。
鎖定規(guī)則：這個規(guī)則比較好理解，無論是在單線程環(huán)境還是多線程環(huán)境薄坏，一個鎖處于被鎖定狀態(tài)趋厉，那么必須先執(zhí)行unlock操作后面才能進行l(wèi)ock操作。
volatile變量規(guī)則：這是一條比較重要的規(guī)則胶坠，它標(biāo)志著volatile保證了線程可見性君账。通俗點講就是如果一個線程先去寫一個volatile變量，然后一個線程去讀這個變量沈善，那么這個寫操作一定是happens-before讀操作的乡数。
傳遞規(guī)則：提現(xiàn)了happens-before原則具有傳遞性眶蕉，即A happens-before B , B happens-before C吃警，那么A happens-before C
線程啟動規(guī)則：假定線程A在執(zhí)行過程中，通過執(zhí)行ThreadB.start()來啟動線程B驮捍，那么線程A對共享變量的修改在接下來線程B開始執(zhí)行后確保對線程B可見罩润。
線程終結(jié)規(guī)則：假定線程A在執(zhí)行的過程中劫侧，通過制定ThreadB.join()等待線程B終止，那么線程B在終止之前對共享變量的修改在線程A等待返回后可見哨啃。
上面八條是原生Java滿足Happens-before關(guān)系的規(guī)則，但是我們可以對他們進行推導(dǎo)出其他滿足happens-before的規(guī)則：
1.將一個元素放入一個線程安全的隊列的操作Happens-Before從隊列中取出這個元素的操作
2.將一個元素放入一個線程安全容器的操作Happens-Before從容器中取出這個元素的操作
3.在CountDownLatch上的倒數(shù)操作Happens-Before CountDownLatch#await()操作
4.釋放Semaphore許可的操作Happens-Before獲得許可操作
5.Future表示的任務(wù)的所有操作Happens-Before Future#get()操作
6.向Executor提交一個Runnable或Callable的操作Happens-Before任務(wù)開始執(zhí)行操作
這里再說一遍happens-before的概念：如果兩個操作不存在上述（前面8條 + 后面6條）任一一個happens-before規(guī)則写妥，那么這兩個操作就沒有順序的保障拳球，JVM可以對這兩個操作進行重排序。如果操作A happens-before操作B珍特，那么操作A在內(nèi)存上所做的操作對操作B都是可見的祝峻。
下面就用一個簡單的例子來描述下happens-before原則：
private int i = 0;
public void write(int j ){
i = j;
}
public int read(){
return i;
}
我們約定線程A執(zhí)行write()，線程B執(zhí)行read()，且線程A優(yōu)先于線程B執(zhí)行莱找，那么線程B獲得結(jié)果是什么酬姆？；我們就這段簡單的代碼一次分析happens-before的規(guī)則（規(guī)則5奥溺、6辞色、7、8 + 推導(dǎo)的6條可以忽略浮定，因為他們和這段代碼毫無關(guān)系）：
1.由于兩個方法是由不同的線程調(diào)用相满，所以肯定不滿足程序次序規(guī)則；
2.兩個方法都沒有使用鎖桦卒，所以不滿足鎖定規(guī)則立美；
3.變量i不是用volatile修飾的，所以volatile變量規(guī)則不滿足方灾；
4.傳遞規(guī)則肯定不滿足建蹄；
所以我們無法通過happens-before原則推導(dǎo)出線程A happens-before線程B，雖然可以確認在時間上線程A優(yōu)先于線程B指定裕偿，但是就是無法確認線程B獲得的結(jié)果是什么洞慎，所以這段代碼不是線程安全的。那么怎么修復(fù)這段代碼呢击费？滿足規(guī)則2拢蛋、3任一即可。
happen-before原則是JMM中非常重要的原則蔫巩，它是判斷數(shù)據(jù)是否存在競爭谆棱、線程是否安全的主要依據(jù)，保證了多線程環(huán)境下的可見性圆仔。
