Java內(nèi)存模型

????????本文是對(duì)深入理解Java虛擬機(jī)第12章的歸納總結(jié)载绿,加深記憶同時(shí)鍛煉下自己的表達(dá)能力,如果有人閱讀深感榮幸油航。

? ? ? ? 上來就擼干貨可能有點(diǎn)生硬崭庸,我還是絮叨幾句緩和下,這本書含糖量很高已經(jīng)很難壓縮了谊囚,再加上本人概括能力十分有限怕享,但是為了避免照著書一字一字敲侵犯版權(quán),我還是盡量總結(jié)下镰踏。

? ? ? ? 并發(fā)處理是人類“壓榨”計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的最有力武器(震貼)函筋。

? ? ? ? 首先闡述下為什么會(huì)有線程。我們知道絕大多數(shù)運(yùn)算任務(wù)都不肯能只靠處理器計(jì)算就完成奠伪,至少要與內(nèi)存交互跌帐,如讀取運(yùn)算數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果等绊率。但是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度與它的存儲(chǔ)和通信子系統(tǒng)的速度差距過大谨敛,大量時(shí)間都花費(fèi)在磁盤I/O、網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)庫訪問上滤否。所以處理器在大部分時(shí)間都處于等待狀態(tài)脸狸,所以聰明的你也一定想到了讓計(jì)算機(jī)同時(shí)處理幾項(xiàng)任務(wù)。

????????計(jì)算機(jī)的處理器和內(nèi)存的運(yùn)算速度有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的差距藐俺,所以又加入了高速緩存作為緩沖炊甲,將運(yùn)算需要使用的數(shù)據(jù)復(fù)制到緩存中,運(yùn)算結(jié)束后在同步回內(nèi)存中欲芹。由此也引發(fā)出第二個(gè)問題:緩存一致性蜜葱。在多處理器系統(tǒng)中,每個(gè)處理器都有自己的緩存耀石,二內(nèi)存是共享的,當(dāng)多個(gè)處理器的運(yùn)算任務(wù)都涉及同一塊內(nèi)存區(qū)域時(shí),可能導(dǎo)致各自的緩存數(shù)據(jù)不一致滞伟,所以需要處理器在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)要根據(jù)協(xié)議來進(jìn)行操作揭鳞,也就是“內(nèi)存模型”的概念。所以接下來說說我們的Java虛擬機(jī)內(nèi)存模型梆奈。

? ? ? ? Java虛擬機(jī)規(guī)范中試圖定義一種Java內(nèi)存模型(Java Memory Model 野崇,JMM)來屏蔽掉各種硬件和操作系統(tǒng)的內(nèi)存訪問差異,以實(shí)現(xiàn)讓Java程序在各種平臺(tái)下都能達(dá)到一致的內(nèi)存訪問效果亩钟。只要目標(biāo)是定義程序中各個(gè)變量的訪問規(guī)則乓梨,即在虛擬機(jī)中將變量存儲(chǔ)到內(nèi)存和從內(nèi)存中取出變量這樣的底層細(xì)節(jié)(這里的變量不包括局部變量與方法參數(shù),因?yàn)樗鼈兪蔷€程私有的清酥,不會(huì)被共享扶镀,自然不存在競(jìng)爭(zhēng)問題)。Java內(nèi)存模型規(guī)定所有變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中焰轻。每條線程有自己的工作內(nèi)存臭觉,線程的工作內(nèi)存保存了被該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝,線程對(duì)變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行辱志,不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量蝠筑。不同的線程之間也無法訪問對(duì)方工作內(nèi)存中的變量,線程間變量值的傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成揩懒。

? ? ? ?Java內(nèi)存模型定義了8種操作作為主內(nèi)存與工作內(nèi)存之間具體的交互協(xié)議什乙。虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)必須保證下面提及的每一種操作都是原子的、不可再分的已球。

? ? ? ? 1.lock(鎖定):作用于主內(nèi)存變量臣镣,它把一個(gè)變量表識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)

? ? ? ? 2.unlock(解鎖):作用于主內(nèi)存變量,它把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來和悦,釋放后的變量才可以被其他線程鎖定

? ? ? ? 3.read(讀韧艘摺):作用于主內(nèi)存的變量,它把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中鸽素,以便隨后的load動(dòng)作使用

? ? ? ? 4.load(載入):作用于工作內(nèi)存的變量褒繁,它把read操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中

? ? ? ? 5.use(使用):作用于工作內(nèi)存的變量,它把工作內(nèi)存中的一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎馍忽,每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)需要使用到變量的值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作

? ? ? ? 6.assign(賦值):作用于工作內(nèi)存的變量棒坏,它把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量,每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)給變量賦值的字節(jié)碼指令時(shí)執(zhí)行這個(gè)操作

? ? ? ? 7.sotre(存儲(chǔ)):作用于工作內(nèi)存的變量遭笋,它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳遞到主內(nèi)存中坝冕,以便隨后的write操作使用

? ? ? ? 8.write(寫入):作用于主內(nèi)存的變量,它把store操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中

這8種操作即一個(gè)變量如何從主內(nèi)存拷貝到工作內(nèi)存瓦呼、如何從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存的完整流程喂窟。要把一個(gè)變量從主內(nèi)存復(fù)制到工作內(nèi)存,就要順序的執(zhí)行read和load操作,要把變量從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存磨澡,就要順序的執(zhí)行store和write操作碗啄。這兩個(gè)操作必須按順序但不必連續(xù)執(zhí)行(例:對(duì)主內(nèi)存中變量a、b進(jìn)行訪問稳摄,可能出現(xiàn)的順序是read a稚字、read b、load a厦酬、load b)胆描。

? ? ? ? 在執(zhí)行這8中操作時(shí)還必須滿足如下規(guī)則:

? ? ? ? 1.不允許read和load、store和write操作之一單獨(dú)出現(xiàn)仗阅,即不允許一個(gè)變量從主內(nèi)存讀取了但工作內(nèi)存不接受昌讲,或者從工作內(nèi)存發(fā)起回寫了但主內(nèi)存不接受的情況出現(xiàn)

? ? ? ? 2.不允許一個(gè)線程丟棄它的最近的assign操作,即變量在工作內(nèi)存中改變了之后必須把該變量同步回主內(nèi)存中

? ? ? ? 3.不允許一個(gè)線程無原因的(沒有發(fā)生過任何assign操作)把數(shù)據(jù)從線程的工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存中

? ? ? ? 4.一個(gè)新的變量只能在主內(nèi)存中誕生霹菊,不允許在工作內(nèi)存中直接使用一個(gè)未被初始化(load或assign)的變量剧蚣,換句話說,就是對(duì)一個(gè)變量實(shí)施use旋廷、store操作前鸠按,必須先執(zhí)行過了assigh和load操作

? ? ? ? 5.一個(gè)變量在同一時(shí)刻只允許一條線程對(duì)其進(jìn)行l(wèi)ock操作,但lock操作可以被同一條線程重復(fù)執(zhí)行多次饶碘,多次執(zhí)行l(wèi)ock后目尖,只有執(zhí)行相同次數(shù)的unlock操作,變量才會(huì)被解鎖

? ? ? ? 6.如果對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行l(wèi)ock操作扎运,那將會(huì)清空工作內(nèi)存中此變量的值瑟曲,在執(zhí)行引擎使用這個(gè)變量前,需要重新執(zhí)行l(wèi)oad或assign操作初始化變量的值

? ? ? ? 7.如果一個(gè)變量事先沒有被lock操作鎖定豪治,那就不允許對(duì)它執(zhí)行unlock操作洞拨,也不允許去unlock一個(gè)被其他線程鎖定住的變量

? ? ? ? 8.對(duì)一個(gè)變量執(zhí)行unlock操作之前,必須先把此變量同步回主內(nèi)存中(執(zhí)行store负拟,write操作)

? ? ? ? 到此基本說清了Java內(nèi)存模型以及Java內(nèi)存模型下內(nèi)存間交互操作烦衣,下篇將介紹volatile型變量的特殊規(guī)則

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市掩浙,隨后出現(xiàn)的幾起案子花吟,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖厨姚,帶你破解...
    沈念sama閱讀 207,248評(píng)論 6 481
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件衅澈,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異,居然都是意外死亡谬墙,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī)今布,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 88,681評(píng)論 2 381
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門卖局,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來啊终,“玉大人酱畅,你說我怎么就攤上這事则拷。” “怎么了甩牺?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 153,443評(píng)論 0 344
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長(zhǎng)累奈。 經(jīng)常有香客問我贬派,道長(zhǎng),這世上最難降的妖魔是什么澎媒? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 55,475評(píng)論 1 279
  • 正文 為了忘掉前任搞乏,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上戒努,老公的妹妹穿的比我還像新娘请敦。我一直安慰自己,他們只是感情好储玫,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 64,458評(píng)論 5 374
  • 文/花漫 我一把揭開白布侍筛。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般撒穷。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪匣椰。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 49,185評(píng)論 1 284
  • 那天端礼,我揣著相機(jī)與錄音禽笑,去河邊找鬼。 笑死蛤奥,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛佳镜,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播凡桥,決...
    沈念sama閱讀 38,451評(píng)論 3 401
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼蟀伸,長(zhǎng)吁一口氣:“原來是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼!你這毒婦竟也來了唬血?” 一聲冷哼從身側(cè)響起望蜡,我...
    開封第一講書人閱讀 37,112評(píng)論 0 261
  • 序言:老撾萬榮一對(duì)情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎拷恨,沒想到半個(gè)月后脖律,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 43,609評(píng)論 1 300
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡腕侄,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 36,083評(píng)論 2 325
  • 正文 我和宋清朗相戀三年小泉,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了芦疏。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,163評(píng)論 1 334
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡微姊,死狀恐怖酸茴,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情兢交,我是刑警寧澤薪捍,帶...
    沈念sama閱讀 33,803評(píng)論 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站配喳,受9級(jí)特大地震影響酪穿,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜晴裹,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,357評(píng)論 3 307
  • 文/蒙蒙 一被济、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧涧团,春花似錦只磷、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,357評(píng)論 0 19
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至赞别,卻和暖如春畏陕,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背仿滔。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 31,590評(píng)論 1 261
  • 我被黑心中介騙來泰國(guó)打工惠毁, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人崎页。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 45,636評(píng)論 2 355
  • 正文 我出身青樓鞠绰,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親飒焦。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子蜈膨,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 42,925評(píng)論 2 344

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容