Java学习内存模型以及线程安全的可见性问题（八）

上次线程池已经说过了，从今天开始一起了解下JVM内存模型详解。

（一）容易误解的部分

老铁很容易把JAVA的内存区域、JAVA的内存模型，GC分代回收的老年代和新生代也容易搞混，绕进去绕不出来。学习多线程之前一定要搞明白这些问题，可能在你的内心一直认为多线程就是一个工具，所有的底层都是C++来写的，没办法去看，为什么要有java，java其实就是屏蔽了底层的复杂性。

• ① GC内存区域

堆的概念，老年代，新生代，Eden，S0，S1

• ② JAVA的内存区域

JVM运行时的区域：java编译生成class，线程共享部分（方法区，堆内存），线程独占部分（虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器）

• ③ JAVA的内存模型（概念）

针对多核多CPU，多线程而制定的一套规范规则，不是一种开发技术。

（二）多线程中的问题

1. 所见非所得（你看到的并不是所想的）、
2. 无法肉眼去检测程序的准确性（多线程下，完全看不出来正常不正常）。
3. 不同的运行平台有不同的表现。
4. 错误很难重现。

（三）工作内存和主内存

• ① 主内存

创建一个对象在堆里面，也可以称之为主内存，不仅仅是在堆，存在一个对象X，就存在主内存

• ② 工作内存

线程运行在工作内存， 虚拟机栈，程序计数器，CPU，高速缓存。 工作内存和主内存只是一个逻辑上的划分，概念上的东西。

• ③ 奇妙的现象

主内存的flag传输到工作内存flag的时候，存在CPU缓存的情况，CPU缓存可能导致非常短的时间内不一致，本身CPU厂家底层是要做一致处理的，但是存在短时间内的不一致。

（四）指令重排

• ① 介绍

Java语言规范JVM线程内部维持顺序或语义，即只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等，那么指令的执行顺序可以与代码逻辑顺序不一致，这个过程就叫做指令的重排序。

• ② 意义

使指令更加符合CPU的执行特性，最大限度的发挥机器的性能，提高程序的执行效率。 重排序，只能保证单个线程的，如果是多线程的话，就没有爆发保证重排序。

java // 线程1 a = d; b = 2 // 线程2 c = a; d =3 //重排序后 //线程1 b = 2 ; a =d; //线程2 d = 3 ; c =a; ¨G0G java public class VisibilityDemo2 { // 状态标识 (不用缓存) private volatile boolean flag = true; ¨K38K } ¨G1G java import java.util.concurrent.TimeUnit; public class VisibilityDemo1 { // 状态标识 private static boolean is = true; ¨K39K } ¨G2G java public class VisibilityDemo { private volatile boolean flag = true; ¨K40K }

• ③ 启动线程的操作与线程中的第一个操作同步
• ④ 对于每个属性写入默认值（0，false，null）与 每个线程对其操作的同步
• ⑤ 线程T1的最后操作与线程T2发现线程T1已经结束同步（isAlive,join可以判断线程是否终结）
• ⑥ 如果线程T1终端了T2，那么线程T1的中断操作与其他所有线程发现T2倍中断了同步，通过抛出InterruptedException异常，或者调用Thread.interrupted 或者 Thread.isInterrupted。

（八）Happyens-before先行发生原则

• ① 介绍

强调两个有冲突的动作之间的顺序，以及定义数据征用的发生时机。

• ② 原则

1. 同一个线程里面对数据做了变动，后面的动作可以及时的看到，其实还是可见性。
2. 某个monitor上的unlock动作 happens-before 同一个monitor上后续的lock动作。
3. 对某个volatile 字段的写操作 happens-before 每个后续对该 volatile 字段的读操作。
4. 在某个线程对象上调用start() 方法 happens-before 该启动了的线程中的任意动作。
5. 某个线程中的所有动作 happens-before 任意其他线程成功从该线程对象上的join() 中返回。
6. 如果某个动作 a 在happens-before 动作 b，b 在happens-before 动作 c，则 a happens-before c。

（九） final 在JMM中的处理

• ① final在该对象的构造函数中设置对象的字段，当线程看到该对象时，将始终看到该对象的final字段的正确构造版本。
• ② 如果在构造函数中设置字段后发生读取，则会看到该final字段分配的值，否则它将看到默认值。
• ③ 读取该共享对象的final成员变量之前，先要读取共享对象。
• ④ 通常static final 是不可以修改的字段。然而System.in, System.out 和 System.err 是static final 字段，遗留原因，必须允许通过set方法改变，这些字段称为写保护，以区别于普通的final字段。

PS：使用了volatile，unlock和lock的时候，就可以保证代码不进行重排序。内存模型java进阶的一个核心点，这个理解了，其实比写多少年的业务代码要重要很多。