并发编程模型的分类
- 并发编程中遇到的两个问题: 线程之间如何通信, 线程之间如何同步
- 以线程之间的通信模式来看, 并发模型可以分为两种
** 共享内存的并发模型
** 消息传递的并发模型 - java并发采用的是共享内存模型
JMM抽象模型
- java中, 堆内存是线程之间共享的, 其中包括了实例域、静态域、数组元素, 而局部变量、
方法参数、异常处理参数是线程私有的, 不会有内存可见性问题, 不受内存模型影响 - JMM决定了一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见
- 从抽象角度来看, 共享变量存储在主内存中, 每个线程有一个副本, 读写在这个副本上, 最终由JMM决定与主内存的同步
** 线程A向主内存刷新变更, 线程B向主内存读取更新, 实现线程通信 - java内存模型
重排序
- 编译器优化重排序
- 指令级并行的重排序
- 内存系统的重排序
- JMM属于语言级的内存模型, 它确保了在不同编译器与不同处理器平台上, 通过禁止特定的重排序, 为程序员提供一致的内存可见性
内存屏障
实现cpu数据可见性, 禁止指令重排序
java内存模型如何定义并发关键字的行为
- synchronized
** 线程释放monitor, 把cpu缓存(线程本地缓存)刷新到主内存
** 线程获得monitor, 把cpu缓存失效, 强制从主内存获取
** 禁止特定的指令重排, synchronized关键字包裹的代码不可以重排序到外面 - volatile
** volatile修饰的变量, 每次的变更都会刷新到主内存, 每次读取这种变量前, 也必须保证缓存无效
** 禁止特定的指令重排 - final
** final修饰的变量, 在正确的构造对象后, 对其它线程是可见的
happens-before
双重检查锁定(double-check-locking)
当我们写出一个标准的双重检查锁定单例模式时(如下), 代码仍是有问题的, 这是因为重排序的缘故,
线程有可能拿到尚未实例化的对象的引用.
使用volatile修饰类变量, 禁止helloSingleton = new HelloSingleton()这步的指令重排.
private static HelloSingleton helloSingleton;
public static HelloSingleton instance() {
if (helloSingleton == null) {
synchronized(SingletonFactory.class) {
if (helloSingleton == null) {
return helloSingleton = new HelloSingleton();
}
}
}
return helloSingleton;
}
还有一种更加优雅的方式, 使用内部类实现, 内部类会在被引用时才加载, 实现了懒加载
单例模式实现方式有好多种，但大部分都会有多线程环境下的问题；使用内部类可以避免这个问题，因为在多线程环境下，jvm对一个类的初始化会做限制，同一时间只会允许一个线程去初始化一个类，这样就从虚拟机层面避免了大部分单例实现的问题
public static class innerHolder {
public static HelloSingleton helloSingleton = new HelloSingleton();
}
public static HelloSingleton instanceV5() {
return innerHolder.helloSingleton;
}