Java内存模型(JMM)和volatile原理-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java内存模型(JMM)和volatile原理。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、Java 内存模型

二、可见性

三、有序性

四、volatile原理

1、可见性保证

2、有序性保证

五、线程安全的单例

一、Java 内存模型

JMM即Java Memory Model，他定义了主存（共享的数据）、工作内存（私有的数据）抽象概念，底层对应着CPU寄存器、缓存、硬件内存、CPU指令优化等

JMM体现以下几个方面

原子性-保证指令不会受到线程上下文切换的影响
可见性-保证指令不会受cpu缓存的影响
有序性-保证指令不会受cpu指令并行优化的影响

二、可见性

现在有个run共享变量为true，主线程在sleep，子线程在while循环条件为run为true，然后主线程醒了就run变false，但是我们发现子线程还在运行。

Java内存模型(JMM)和volatile原理

因为Java把内存分为了主存和共享内存

初始状态，t1线程刚开始从主存读取了run的值到工作内存，

Java内存模型(JMM)和volatile原理

因为t要频繁的从出内存中读取run的值，JIT编译器会将run的值缓存到自己工作内存中的高速缓存(工作内存的底层关联了cpu缓存），减少对主存中run的访问，提高效率

Java内存模型(JMM)和volatile原理

1秒后main改了run但是t1线程是从自己的缓存中拿的，所以不知道

Java内存模型(JMM)和volatile原理

解决方案：

volatile（易变关键字）

用来修饰成员变量和静态成员变量（局部不可以），就表示这个是变量是从主存中拿取，避免现场从自己工作缓存中查找变量的值，必须到主存中获取，线程操作volatile变量就是直接操作主存

synchronized也可以解决，但是要上monitor操作系统的锁，性能更差

Java内存模型(JMM)和volatile原理

其实在死循环中加入System.out.println也能让停止

    private void newLine() {
        try {
            synchronized (this) {
                ensureOpen();
                textOut.newLine();
                textOut.flushBuffer();
                charOut.flushBuffer();
                if (autoFlush)
                    out.flush();
            }
        }
        catch (InterruptedIOException x) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        catch (IOException x) {
            trouble = true;
        }
    }
因为print方法加了synchronized关键字（当然println也加了，换行操作也会持有锁）
而synchronized方法也是能保证了该同步块中的变量的可见性的，所以下次stop从主存中读出false就跳出了while。
这里记录一下synchronized做的操作：
1、获得同步锁；
2、清空工作内存；
3、从主内存拷贝对象副本到工作内存；
4、执行代码(计算或者输出等)；
5、刷新主内存数据；
6、释放同步锁。
总结一句话：sychronized可以保证变量的可见性

可见性和原子性

前面的例子就是可见性，保证多个线程之间，一个线程对volatile变量的修改对另一个线程可见，不能保证原子性，只有一个线程写，多个线程读的时候，这个情况很适合volatile。

synchronized既可以保证原子性，也可以保证可见性。但缺点是synchronized重量级操作，性能相对比较低。