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标题: 【成都校区*精品*JMM内存模型】 [打印本页]

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作者: 小蜀哥哥    时间: 2018-10-30 12:00
标题: 【成都校区*精品*JMM内存模型】


     问题一：为什么要学习JMM内存模型
     在我们学习Java的第一天就了解到Java是一门通过JVM虚拟机跨平台的语言，同时Java也是一门具有多个线程同时处理能力的编程语言，那么在多个线程并发的情况，我们的Java底层是如何对这些线程进行处理，且又如何保证线程的安全性，这就是学习JMM内存模型的原因以及目的
     并发编程分类
    并发编程解决的问题是多个线程在怎么样交互数据，简单的说，就是多个线程在处理同一个变量时，如何进行信息的沟通，当下流行的一共有两种通信的机制
      1.共享内存
      在这种内存模型下，会产生工作内存(将共享数据加载到工作内存中来进行操作，保证数据的高效性)和主内存(存放共享数据)，工作内存和主内存之间通过read 和 write 来进行数据的交流
   2.消息传递
      这种模型是没有共享数据，线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信。


内存模型的工作方式
      Java采用的是共享内存模型
      正如上文所介绍的那样，Java会将共享的数据放置到主内存中，当多个线程操作这个共享变量时，会将对应的内容加载到自己的工作内存中来，也就是说，有多少个线程就有多少个工作内存
      假设现在有内存A和B有主内存中共享变量x的副本。初始时，这三个内存中的x值都为0。线程A在执行时，把更新后的x值（假设值为1）临时存放在自己的本地内存A中。当线程A和线程B需要通信时，线程A首先会把自己本地内存中修改后的x值刷新到主内存中，此时主内存中的x值变为了1。随后，线程B到主内存中去读取线程A更新后的x值，此时线程B的本地内存的x值也变为了1。
      从整体来看，这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息，而且这个通信过程必须要经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互，来为java程序员提供内存可见性保证。内存模型中值得注意的三个点
      1.    内存可见性
   内存可见性的问题指的就是在工作方式中介绍到当A修改了工作内存中的数据，此时B去操作自己工作内存中的数据时， A需要将数据写回到主内存中，B再次从主内存中读取数据，但这有可能情况并不是那么美好，若B没有从主内存中读取数据，那么此时B中的数据和A中的数据此刻将变得没有意义，所以我们将这重在修改了各自工作内存后，没有重新从主内存中读取数据的行为，称之为内存可见性问题，A和B彼此之间数据不可见     

[Java] 纯文本查看 复制代码

 public class VolatileTest {

                   public static void main(String[] args) {

                   MyThread mt = new MyThread();

                   new Thread(mt).start();

                   while(true){

                             if(mt.isFlag()){

                                     System.out.println("------");

                                     break;

                            }        

                    }

            }

        }

        class MyThread implements Runnable{

                private volatile boolean flag = false;

                public boolean isFlag() {

                        return flag;

                }

                public void setFlag(boolean flag) {

                        this.flag = flag;

                }

                @Override

                public void run() {

        

                        try {

                                Thread.sleep(200);

                        } catch (InterruptedException e) {

                                e.printStackTrace();

                        }

                        flag  = true;

                        System.out.println("flag =  "+isFlag());

                }

        }

在本案例中，我们希望看到的执行结果是，程序会在200毫秒后打印----，同时程序结束，但真正的情况是本程序永远不会结束，原因是while操作是属于底层代码操作，执行效率非常之快，会导致main线程都来不及从主内存中抓取被MyThread修改后的flag，导致main线程一直在读取自己工作内存中的数据，而自己工作内存中的数据一直是false，故而程序不会结束
   解决内存可见性问题的手段有很多synchronized、Lock、final、volitile都能够解决内存可见性问题

2.重排序问题
   重排序问题，指的是一个线程在不影响编译结果的情况下，会按照JVM喜爱的方式去对程序进行顺序上的调整
   用一段伪代码来展示

[AppleScript] 纯文本查看 复制代码

 main(){

         int i =10;   //1

         int j =20;   //2

         int flag = true;  //3

         int temp = i * j ;//4

     }

   在这段程序中，我们按照代码的顺序，编号1,2,3,4 我们能够看到只要4在1,2 之后，那么这个程序无论是哪种编译情况都不会影响最终程序的执行结果  ，如: 2,1,4,3  1,3,2,4 ,在单线程情况，这种重排序的方案并没有任何问题，但如果出现了多线程程序

[Java] 纯文本查看 复制代码

class MyExample(){

           private boolean flag = false;

           int i =5;

           int j =5;

   

           read(){

              i =10;                        //1

              j = 20;                     //2

              flag = true;                //3

           }

               write(){

                           while(flag){

                  int temp = i * j;

              }

                        

           }

      }

    我们会发现如果read是一条线程，write是一条线程，那么在单独考虑read线程的情况下， read线程无论是按照1,2,3排序，还是3,2,1或者是任意方式排序，都不会对程序产生任何影响，但此时若考虑到write线程，若read线程时1,2,3 那么write 就是 200，而如果按照3,2,1变成，那么write线程的结果就是25，所以JMM的重排序是一个我们需要考虑的地方，解决的方案是 synchronized、Lock 、volitile 除此之外 Java 内存模型通过 happens-before 原则如果能推导出来两个操作的执行顺序就能先天保证有序性，否则无法保证， happens-before中定义了8种情况，在满足这8种情况，JVM不会对代码进行重排序
   具体规则请自行查询

    3.原子性问题
   

[Java] 纯文本查看 复制代码

    所谓的原子性操作的含义是指该操作是不可分割的，比如我们通常写的  i = 0; int i = i++;

在底层是由三步组成 

int temp = i;

temp = temp + 1;

int i = temp;

  使用volitile关键字 是无法保证volitile关键字的，我们可以使用synchronized关键字，以及atomicInteger来解决这样的问题，而atomicInteger底层采用的是cas算法，不属于我们本次的讨论范围

总结
         相信同学们在学习完本章内容之后一定对JMM内存模型有了一定的了解，学习是没有止境的，光去看表面是不能解决问题的，在学习到一定阶段之后，这些内容都需要同学们去思考，谢谢大家。

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作者: 钟佩桓    时间: 2018-10-30 13:15
沙发沙发

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作者: 奔腾的黑马    时间: 2018-10-30 13:47
厉害厉害

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