在Java中提供了一系列和并发处理相关的关键字,比如volatilesynchronizedfinalconcurren包等。其实这些就是Java内存模型封装了底层的实现后提供给程序员使用的一些关键字。

什么是内存模型 ?

缓存一致性问题、处理器器优化的指令重排问题是硬件的不断升级导致的。那么,有没有什么机制可以很好的解决上面的这些问题呢?

最简单直接的做法就是废除处理器和处理器的优化技术、废除CPU缓存,让CPU直接和主存交互。但是,这么做虽然可以保证多线程下的并发问题。但是,这就有点因噎废食了。

所以,为了保证并发编程中可以满足原子性、可见性及有序性。有一个重要的概念,那就是——内存模型。

为了保证共享内存的正确性(可见性、有序性、原子性),内存模型定义了共享内存系统中多线程程序读写操作行为的规范。通过这些规则来规范对内存的读写操作,从而保证指令执行的正确性。它与处理器有关、与缓存有关、与并发有关、与编译器也有关。他解决了CPU多级缓存、处理器优化、指令重排等导致的内存访问问题,保证了并发场景下的一致性、原子性和有序性。


在开发多线程的代码的时候,可以直接使用synchronized等关键字来控制并发,从来就不需要关心底层的编译器优化、缓存一致性等问题。所以,Java内存模型,除了定义了一套规范,还提供了一系列原语,封装了底层实现后,供开发者直接使用。

原子性

在一个操作中就是cpu不可以在中途暂停然后再调度,既不被中断操作,要不执行完成,要不就不执行

在Java中,为了保证原子性,提供了两个高级的字节码指令monitorentermonitorexit。这两个字节码,在Java中对应的关键字就是synchronized

因此,在Java中可以使用synchronized来保证方法和代码块内的操作是原子性的。

可见性

当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值

Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存,在变量读取前从主内存刷新变量值的这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现的。

Java中的volatile关键字提供了一个功能,那就是被其修饰的变量在被修改后可以立即同步到主内存,被其修饰的变量在每次是用之前都从主内存刷新。因此,可以使用volatile来保证多线程操作时变量的可见性。

除了volatile,Java中的synchronizedfinal两个关键字也可以实现可见性。只不过实现方式不同,这里不再展开了。

有序性

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行

在Java中,可以使用synchronizedvolatile来保证多线程之间操作的有序性。实现方式有所区别:

volatile关键字会禁止指令重排。synchronized关键字保证同一时刻只允许一条线程操作。

END

synchronized的一些记录