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  • Java锁(一)之内存模型

      想要了解Java锁机制、引发的线程安全问题以及数据一致性问题,有必要了解内存模型,机理机制了解清楚了,这些问题也就应声而解了。

    一、主内存和工作内存

      Java内存模型分为主内存和工作内存,所有的变量都存储在主内存中。每条线程还有自己的工作内存,线程的工作内存中保存了被该线程使用到变量的主内存副本拷贝,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量值的传递均需要主内存来完成。

    二、线程、工作内存和主内存

      下面是java的内存模型,(参见与java虚拟机)

     

      实际上,不同平台间的处理器架构将直接影响内存模型的结构。

      在CC++可以利用不同操作平台下的内存模型来编写并发程序但是这带给开发人员的是更高的学习成本.相比之下, java利用了自身虚拟机的优势使内存模型不束缚于具体的处理器架构真正实现了跨平台。(针对hotspot jvm, jrockit等不同的jvm, 内存模型也会不相同)

    内存模型的特征

    a, Visibility  可见性 (多核,多线程间数据的共享)

    b, Ordering 有序性 (对内存进行的操作应该是有序的)

     在jmm通过并发线程修改变量值必须将线程变量同步回主存后其他线程才能访问到.来体现可视性(Visibility) 。通过java提供的同步机制或volatile关键字来保证内存的访问顺序.

    三、内存间交互操作

    Java内存间操作包括8种操作:

    ① Lock

    作用于主内存的变量,把一个变量标识为一个线程独占的状态;

    ② Unlock

    作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来;

    ③ Read

    作用于主内存的变量,把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load的动作使用;

    ④ Load

    作用于工作内存中的变量,把read的操作从主内存得到的变量值放入到工作内存的变量的副本中;

    ⑤ Use

    作用于工作内存中的变量,把工作内存中的变量传递给执行引擎;

    ⑥ Assign

    作用于工作内存中的变量,把从执行引擎传接收到的变量赋值给工作内存中的变量;

    ⑦ Store

    作用于工作内存中的变量,把工作内存中的变量传送给主内存中;

    ⑧ Write

    作用于主内存中的变量,把store操作的变量值放入主内存的变量中。

    上述操作中还要满足如下原则:

    1) Readload,以及storewrite不能单独出现;

    2) Assign不能丢弃;

    3) 不允许没有assign操作的变量从线程的工作内存中同步到主内存;

    4) Usestore的操作前必须assignload

    5) Lockunlock成对出现,对象才会解锁;

    6) 没有lock的对象不能unlock

    7) 执行Lock操作的时候,将会清空工作内存中此变量的值;

    8) 执行unlock之前,必须把此对象同步到主内存中。

    上面的论述初看起来有点迷糊,可以对照着模型图进行思考,就一目了然了。

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