本文主要讲解“如何理解Java内存模型”。感兴趣的朋友不妨看看。本文介绍的方法简单、快速、实用。让边肖带你学习如何理解Java内存模型。
(一)概述
很多人把Java内存区(运行时数据区)和Java内存模型(JMM)混为一谈,完全是两码事。
Java内存区域指的是JVM运行时数据在不同区域的存储,而Java内存模型定义了线程和主存之间的抽象关系。理解Java内存模型是学好Java并发编程的基础。
(二)Java内存模型
Java内存模型规定所有变量都存储在主内存中,每个线程都有自己的工作内存。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,但主内存中的变量不能直接读写。我们来看一张图片:
每个线程都有自己的私有工作内存。当需要变量时,从主内存复制一个副本到工作内存。如果变量被更新,刷新共享变量到主内存。
但是在两个线程之间,没有办法读取彼此工作内存中的变量值。看一个例子:
publicclassTest{
privatestaticbooleanflag=false
publicationstatinvitmain(String[]args)throwsInterruptedException {
new thread(NewRunnable(){ 0
@覆盖
public void run(){ 0
System.out.println('等待');
while(!旗帜){}
system . out . println(' in ');
}
}).start();
Thread.sleep(2000年);
new thread(NewRunnable(){ 0
@覆盖
public void run(){ 0
system . out . println(' change flag ');
flag=true
铌
sp;System.out.println("change success");
}
}).start();
}
}
首先定义了一个静态变量flag为false,A线程等待flag等于true后输出in,于是我们新开一个线程将flag修改为true。结果是A线程依旧无法输出in。
原理看Java内存模型的图就理解了,不同的线程修改变量,对本地线程是不可见的。
(三)JMM数据的原子操作
通过上面这段代码,我们已经知道了Java内存模型的结构,那么工作内存和主内存之间是如何读取变量又是如何修改变量的呢?JMM提供了对变量的一系列原子操作。我们先不讲理论,看个图,这个图描述了上面一段代码的执行过程:
整个过程一共十步,重复几个步骤不讲了,我把不重复的六个操作列一下:
read:从主内存读取数据
load:将主内存读取到的数据写入工作内存
use :从工作内存中读取数据来使用
assign:把计算好的值重新赋值到工作内存中
store:将工作内存数据写入主内存
write:将store过去的变量赋值给主内存中的变量
通过上面的图,对下面六个原子操作的理解应该可以更加深刻了。JMM的原子操作一共有八个,下面列出剩下的两个
lock:将主内存变量加锁,标识为线程独占状态
unlock:将主内存变量解锁,解锁后其他线程可以锁定该变量
(四)JMM缓存不一致问题
从前面的例子我们已经看到了,一个线程修改完数据,另外一个线程无法立即可见,这就是JMM缓存不一致的问题,有两种解决办法:
加锁:
还记得我们没有用到过的JMM原操作的最后两个吗,lock和unlock,使用这两个操作就可以实现缓存一致性,一个线程想要获取某个主内存变量时,先使用lock将主内存变量加锁,只有他才能使用,等用完后再unlock,其他线程才能竞争。但是加锁意味着性能低。
MESI缓存一致性协议:
这个协议涉及到cpu的总线嗅探机制,从上面的JMM执行的流程图中我们可以看到当某个线程修改了共享变量后,他会回写到主内存,MESI缓存一致性协议就是通过cpu的总线嗅探机制,将其他也正在使用该变量的线程的数据失效掉,使得这些线程要重新读取主内存中的值,从而保证缓存最终一致性。
到此,相信大家对“如何理解Java内存模型”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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