Java并发编程

缓存一致性协议

当某个CPU核心写数据时，如果发现其中有变量被其他CUP核心共享，则会通知那个CUP核心将该变量缓存置为无效，如果用到时再去内存重新读取。如此可以保证多个CPU共享同一变量的一致性。

MESI的状态

• M(Modifed)  数据有效，CPU的数据被修改了，且与内存中不一致，数据目前只存在于当前CPU的缓存中。
• E(Exclusive)   数据有效，数据与内存中的数据一致，不与其他CPU缓存同步。
• S(Shared)      数据有效，数据与内存中的数据一致，且存在于很多CPU缓存中。
• I(Invalid)      数据无效。

指令重排

为了提高性能，编译器常常会对指令进行重新排序。

• 编译器优化的重新排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。如定义变量的顺序等。
• 指令集并行的重排序。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变单条语句对应机器指令的执行顺序。
• 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。

并发编程

在并发程序存在共享数据的情况下，必须要保证原子性、可见性及有序性。保证程序的正确运行。
编写线程安全的代码，本质上就是管理对状态（state）的访问，尤其是共享的、可变的状态，即变量。

Java内存模型

这是逻辑上的内存模型。

可见性：

public class ThreadTest extends Thread{    boolean stop = false;    int value = 0;    public void run() {        while(!stop) {            value ++;          }    }    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        ThreadTest t = new ThreadTest();        t.start();        Thread.sleep(2000);        t.stop = true;        System.out.println("value=" + t.value);        Thread.sleep(2000);        System.out.println("value=" + t.value);        t.stop();    }}

执行结果：

value=743663561value=1492400047

t线程每次都是在自己的缓存中读取stop，所以while循环一致都没有停下来，如果在stop变量前加上volatile关键字，那么线程每次调用都会到主存中重新读取。也就是说volatile实现了可见性。

有序性与原子性

public class Singleton {    private static volatile Singleton instance;    private Singleton(){}    public static Singleton getInstancne() {        if (instance==null) {            synchronized (Singleton.class) {                if (instance==null) {                    //这一步会被分解为三步操作：                    //1.分配内存                    //2.跟instance赋值，指向新创建的对象                    //3.调用Singleton的构造函数                    //如果不对instance用volatile进行约束，                    //2和3步可能会被重排，造成某一线程拿到的实例还没有被初始化                    instance = new Singleton();                }            }        }        return instance;    }}

不允许对 一个volatile变量的赋值操作与其之前的任何读写操作 重新排序，
也不允许将 读取一个volatile变量的操作与其之后的任何读写操作 重新排序。