java——JMM内存模型

简介

JMM内存模型，也称为Java多线程内存模型。它和cpu缓存模型类似，是基于cpu缓存模型来建立。
cpu缓存模型：

java内存模型：

当Java线程运行时会先从主内存中获取到数据，放到本线程的工作内存，在之后的运行中用到这些数据时会先从工作内存获取。如果这些数据失效了再从主内存获取，放到工作内存。

public class jmmtest_0 {
	private static boolean flag = true;
	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自动生成的方法存根

		new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO 自动生成的方法存根
				while(flag) {
					
				}
			}
			
		}).start();
		try {
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO 自动生成的 catch 块
			e.printStackTrace();
		}
		new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO 自动生成的方法存根
				System.out.println("转换前:"+flag);
				flag =false;
				System.out.println("转换后:"+flag);
				
			}
			
		}).start();
	}

}

这段代码可以更好的理解上面所说，这段代码并不会停止，虽然主内存中更新了flag，但第一个线程用的flag是工作内存中的数据。

三大特性

可见性：

可见性是一种复杂的属性，因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉。通常，我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值，有时甚至是根本不可能的事情。为了确保多个线程之间对内存写入操作的可见性，必须使用同步机制。

可见性，是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。比如：用volatile修饰的变量，就会具有可见性。

在 Java 中 volatile、synchronized 和 final 实现可见性。

原子性：

原子是世界上的最小单位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double类型） 这个操作是不可分割的，那么我们说这个操作时原子操作。再比如：a++； 这个操作实际是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作，那么我们称它具有原子性。java的concurrent包下提供了一些原子类，我们可以通过阅读API来了解这些原子类的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

在 Java 中 synchronized 和在 lock、unlock 中操作保证原子性。

有序性：

Java 语言提供了 volatile 和 synchronized 两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile 是因为其本身包含“禁止指令重排序”的语义，synchronized 是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行 lock 操作”这条规则获得的，此规则决定了持有同一个对象锁的两个同步块只能串行执行。

volatile关键字

在上述代码中的flag前面加上关键字volatile，程序就可以停止了。

public class jmmtest_0 {
	private static volatile boolean flag = true;
	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自动生成的方法存根

		new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO 自动生成的方法存根
				while(flag) {
					
				}
			}
			
		}).start();
//		try {
//			Thread.sleep(2000);
//		} catch (InterruptedException e) {
//			// TODO 自动生成的 catch 块
//			e.printStackTrace();
//		}
		new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO 自动生成的方法存根
				System.out.println("转换前:"+flag);
				flag =false;
				System.out.println("转换后:"+flag);
				
			}
		}).start();
	}
}

此外也体现了volatile的可见性。

volatile缓存可见性实现原理：
底层实现主要是通过汇编lock前缀指令，它会锁定这块内存区域的缓存（缓存行锁定）并写到主内存。

简单地说就是，当有volatile修饰的数据发生改变时，会立即写到主内存，并且给数据加上锁，同时通过缓存一致性协议使得其它线程工作内存中的该数据失效。这样其它线程只能到主内存中获取数据，并且只有在修改数据的线程成功将数据写到主内存后才能读取。