Java内存模型

JAVA内存模型： 

不同的平台，内存模型是不一样的，但是jvm的内存模型规范是统一的。其实java的多线程并发问题最终都会反映在java的内存模型上，所谓线程安全无非是要控制多个线程对某个资源的有序访问或修改。总结java的内存模型，要解决两个主要的问题：可见性和有序性。我们都知道计算机有高速缓存的存在，处理器并不是每次处理数据都是取内存的。JVM定义了自己的内存模型，屏蔽了底层平台内存管理细节，对于java开发人员，要清楚在jvm内存模型的基础上，如何解决多线程的可见性和有序性。 

在并发编程中，需要处理两个关键问题：线程之间如何通信和县城之间如何同步 
通信是指线程之间以何种机制来交换信息。 
同步是指程序中用于控制不同线程间操作发生相对顺序的机制。 


主内存和工作内存 
1.所有的变量都存储在主内存中 
2.每个线程都还有自己的工作内存，拥有主内存的对象的拷贝 
3.线程只能操作自己的工作内存，线程间的交互只能通过主内存通讯 


 


内存间的交互操作： 

8种操作的作用场景： 

1.read 和load ，store和write 必须一对操作 
2.不允许线程丢弃assign操作，变量在工作内存中改变后必须把变法同步回主内存 
3.没有assign操作，不允许变量从工作内存同步回主内存 
4.新变量只能在主内存中诞生，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化的变量（load或assign）对一个变量实时use和store之前必须先执行过assign和load操作 
5.一个变量同一时刻值允许一条线程lock操作，但lock操作可以多次，执行相同数量的unlock，变量才会解锁 
6.lock操作会清空工作内存副本，执行引擎使用前，需要执行load或者assign操作初始化变量的值 
7.没有lock操作，就不允许unlock操作。不允许unlock另一个线程变量。 
8.unlock操作前必须先store，write操作 


那么，何谓可见性？ 多个线程之间是不能互相传递数据通信的，它们之间的沟通只能通过共享变量来进行。Java内存模型（JMM）规定了jvm有主内存，主内存是多个线程共享的。当new一个对象的时候，也是被分配在主内存中，每个线程都有自己的工作内存，工作内存存储了主存的某些对象的副本，当然线程的工作内存大小是有限制的。当线程操作某个对象时，执行顺序如下： 

(1) 从主存复制变量到当前工作内存 (read and load) 
(2) 执行代码，改变共享变量值 (use and assign) 
(3) 用工作内存数据刷新主存相关内容 (store and write) 

JVM规范定义了线程对主存的操作指令：read，load，use，assign，store，write。当一个共享变量在多个线程的工作内存中都有副本时，如果一个线程修改了这个共享变量，那么其他线程应该能够看到这个被修改后的值，这就是多线程的可见性问题。 

那么，什么是有序性呢 ？线程在引用变量时不能直接从主内存中引用,如果线程工作内存中没有该变量,则会从主内存中拷贝一个副本到工作内存中,这个过程为read-load,完成后线程会引用该副本。当同一线程再度引用该字段时,有可能重新从主存中获取变量副本(read-load-use),也有可能直接引用原来的副本(use),也就是说 read,load,use顺序可以由JVM实现系统决 
定。 

线程不能直接为主存中中字段赋值，它会将值指定给工作内存中的变量副本(assign),完成后这个变量副本会同步到主存储区(store-write)，至于何时同步过去，根据JVM实现系统决定。 

有该字段,则会从主内存中将该字段赋值到工作内存中,这个过程为read-load,完成后线程会引用该变量副本。