《深入理解JAVA虚拟机》读书笔记10
Java内存模型与线程
一、Java内存模型
Java虚拟机中规定类一种Java内存模型(Java Memory Model, JMM),来屏蔽掉葛洪硬件和操作系统的内存访问差异,以实现Java程序在各种平台下都能达到
一致的并发效果。
1、主内存与工作内存
Java内存模型主要目标是定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出这样的底层细节。此处的变量是指实例字段、静态字段和构成数组对象的元素,
但是不包含局部变量与方法参数,因为后者是线程私有的,不会被共享,自然也就不存在竞争的问题。
Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中,每个线程有自己的工作内存,线程的工作内存中保存了被该线程使用到的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的变量,线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成,线程、主内存、工作内存三者的交互关系如图:
注:这里的主内存、工作内存与java内存区域的Java堆、栈、方法区不是一个层次的划分。
2、内存间的交互操作
主内存与工作内存之间的交互定义了一下八种操作:
2.1:lock(锁定):作用于主内存,它把一个变量标识为一条线程独占的状态。
2.2:unlock(解锁):作用与主内存的变量,它把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定。
2.3:read(读取):作用主内存的变量,它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存,以便随后的laod操作。
2.4load(载入):作用于工作内存的把变量,它把read操作主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。
2.5use(使用):作用于工作内存的变量,它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎
2.6assign(赋值):作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量
2.7:store(存储):作用于工作内存的变量,它把工作内存中一个变量的值传递到主内存中,以便随后的write操作。
2.8write(写入):作用于主内存的变量,它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存变量中
如果要把一个变量从主内存复制到工作内存,那就要按顺序的执行read和load操作,如果要把变量从工作内存同步回主内存,
就要按顺序的执行store和write操作。注意:只强调了两个操作要按顺序,而没有必要保证是连续的,也就是说两个操作之间还可以插入其他的指令
。另外,Java内存模型还规定了在执行上述的八种基本操作时必须满足以下的规则:
(1)不允许read和load,store,和write操作之一单独出现,即不允许一个变量从主内存读取出了但工作内存不接受,或者从工作内存发起写回了但
主内存不接受的情况出现。
(2)不允许线程丢弃它最近的一个assign操作,即变量在工作内存中改变之后要把该变化同步回主内存。
(3)不允许一个线程无原因的把数据从线程的工作内存同步回主内存中。
(4)一个新的变量只能在内存中诞生,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化的变量。换句话就是对一个变量实施use和store操作
之前,必须先执行过了assign和load操作。
(5)一个变量在统一时刻只允许一条线程对其进行lock操作
(6)如果对一个变量执行lock操作,将会清空工作内存中此变量值的,在执行引擎使用这个变量之前,需要重新执行load或assign操作。
(7)如果一个变量没有被lock锁定,则不允许对它执行unlock操作。
(8)对一个变量操作unlock之前,必须先把此变量同步回主内存中。
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