并发编程——5.JMM、可见性和有序性及volatile的底层实现原理

这篇文章我们来讲一下JMM和其相关的内容。

目录

1.JMM模型的介绍

2.volatile的底层原理

3.有序性的介绍

3.1as-if-serial原则

3.2happen-before原则

4.内存屏障

5.小结

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1.JMM模型的介绍

首先，我们来看一下JMM模型。

这是一张多核CPU的并发缓存架构图。我们的数据存在主内存RAM中，由于CPU的运算速度非常快，而CPU从主内存中读取数据的速度比较慢（与前者的速度是差几个量级的），所以为了适配这二者的速度差异，我们在CPU中开辟了一块缓存区，空间不大，里面放的是CPU中使用频率较高的数据，CPU从缓存区中读取数据的速度就比从主内存中读取数据的速度要快的多，这样就便于我们CPU的运行。我们的JMM模型就与上面的多核CPU并发缓存架构类似。

Java多线程内存模型（简称JMM）跟cpu缓存模型类似，是基于cpu缓存模型来建立的，Java线程内存模型是标准化的，屏蔽掉了底层不同计算机的区别。

如下图所示：

下面举例来解释一下：

假设主内存中有一个boolean类型的变量flag，初始值为true，现在我们的线程1要将这个flag改为false，它会先把这个flag复制一份到线程1的工作内存，然后在工作内存中将这个flag改为false。此时线程2和线程3中不一定会感知到这个flag为false。也就是说，我们的线程1将flag改为了false，但是我们的线程2和线程3中的flag还是true。这就是不满足线程的可见性。

下面我们来看一下程序：

解释一下：

首先是定义了一个共享变量initFlag，初始值为false，然后是main方法，里面new了一个线程，线程里面打印一句话，然后是一个死循环，然后线程启动。然后是主线程睡眠2s，然后又new了一个线程，线程里面调用一个方法，方法里面打印一句话，然后修改initFlag的值，然后再打印一句话。正常情况下，initFlag值被修改后，线程1中的死循环会跳出来，会打印success那句话。

但是结果结果显然不是这样的，根据结果我们可以知道，线程2中的所有内容都执行完了，但是线程1中的死循环还没有结束，那句success还没打印出来。那就说明线程2修改后的initFlag值没有被线程1感知到，所以线程1中的死循环没有结束。这就符合我们上面的JMM的讲解了。

那怎么解决呢？给我们的共享变量加一个volatil