浅谈Java内存模型、并发、多线程

浅谈Java内存模型、并发、多线程

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Java内存模型(Java Memory Model)是围绕着在并发编程中如何处理原子性，可见性，有序性三个特性而建立的模型。
下面我简单描述一下这三个特性：
原子性：
通俗一点来说，就是要不全部做，要不全部不做。
可见性：
当A线程对某变量进行修改时，需要立即写入主存中，B线程再去主存中就能读取到最新的值，在Java中就是利用volatile来保证可见性的。
有序性：
为了提升性能，JMM是允许编译器和处理器对指令重排序的（只要结果一样，JMM就允许重排序）。因为JMM规定了as-if-serial语义，不管指令怎么重排序，程序的执行结果都不会改变，这里再谈一点，如果重排序没有遵循as-if-serial语义的话会发生什么？下面我贴图出来。

比如有这样一段代码：

int a = 0;bool flag = false;public void write() {    a = 2;              //1    flag = true;        //2}public void multiply() {    if (flag) {         //3        int ret = a * a;//4    }    }

你以为会是1 2 3 4的执行顺序执行下来，但其实不是。

像下图一样，两个线程按照这样的顺序执行了，最后得到的结果那将不一样。这里如果展开说的话也可以聊一下多线程的synchronized和Lock。

另外，JMM具备一些先天的有序性,即不需要通过任何手段就可以保证的有序性，通常称为happens-before原则。

现在我们来聊一聊volatile关键字。
按照我自己和参照网上的意思，大概就是分成两点：

1 . 保证了不同线程对该变量操作的内存可见性
2 . 禁止指令重排序

这里又谈到了内存可见性和重排序，记住几点，只要被volatile关键字修饰的共享变量，每次针对该变量的操作都激发一次load and save，这样才保证了内存的可见性。

如图所示，线程会先从主存中读变量的值，然后加载到工作内存中，处理器处理后再传到工作内存副本中，再写进主存中去，这就涉及到原子性，要不全部做完，要不全部不做。

假设A线程从主存中拿出一个变量值为0做了+1，修改完只写到了工作内存中，然后B线程又拿了该变量出来做了+1操作，现在A线程将该变量存到主存中，B线程也将该变量存进主存中，你说这个时候变量值是几？
所以JMM就是围绕着在并发编程中如何处理原子性，可见性，有序性三个特性而建立的模型，通过解决这三个问题，可以解决缓存不一致的问题。而volatile跟可见性和有序性都有关。

请注意！这里我可没说volatile 一定保证了原子性。在某些情况下是可以保证原子性，某些情况下又不可以，如果是复合操作的话（例如volatile++），则不能保证它的原子性。例如：

public volatile int num = 0;

如果num做自增，假设A线程进来，自增到了5，这个时候发生了阻塞，没有自增，所以也没有触发volatile规则，这个时候如果B线程再进来拿到num，再做了自增，变成了6再写到主存中。A线程恢复继续从工作内存中拿5开始自增，得到了6再写到主存中去。想想是不是哪里不对劲？是的，两个线程对num都进行了自增，但是只得到了一次的结果。这就不是我们想要的结果了！这时候就需要给线程们加上线程锁或者其他等等。

并发编程与多线程是我们开发中常遇见的问题，因为是第一次写，也参照了很多前辈的博客，多担待。有错请务必指出，转载请注明出处谢谢。