Java中內存模型JMM的示例分析

小編給大家分享一下Java中內存模型JMM的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

有時候編譯器、處理器的優化會導致runtime與我們設想的不一樣，為此Java對編譯器和處理器做了一些限制，JAVA內存模型（JMM）將這些抽象出來，這樣編寫代碼時就無需考慮那么多底層細節，并保證“只要遵循JMM的規則編寫程序，其運行結果一定是正確的”。

JMM的抽象結構

在Java中，所有的實例、靜態變量存儲在堆內存中，堆內存是可以在線程間共享的，這部分也稱為共享變量。而局部變量、方法定義參數、異常處理參數是在棧中的，棧內存不在線程間共享。

而由于編譯器、處理器的優化，會導致共享變量出現可見性問題，像在多核處理器中（multi-processor），線程可以在不同的處理器上執行，而處理器之間緩存不一致，會使共享變量出現可見性問題，有可能兩個線程看到同一個變量不同值。

JMM將這些硬件做的優化抽象成每個線程都有一個本地內存。需要讀寫共享變量時，從主內存中拷貝一份到本地內存。當寫共享變量時，先寫到本地內存中去，在將來某個時間再刷新到主內存中。當再次讀共享變量時，則只會從本地內存中讀取。

這樣線程間通訊就需要經過兩步：

寫線程：刷新本地內存到主內存中去讀線程：從主內存讀取更新后的值

這樣在寫-讀之間就有一個延遲：本地內存什么時候刷新到主內存中去？導致可見性問題，不同線程可能看到的共享變量不一樣。

happens-before

從字面上看happens-before的意思是“發生在此之前”。這是java對程序執行順序制定的規則，實現同步必須遵循該規則。這樣程序員只需要寫出正確的同步程序，happens-before保證運行結果不會錯。

A happens-before B，不僅僅表示A在B之前執行，還意味著A的執行結果對B可見，這保證了可見性。

A happens-before B，A也不一定要在B之前執行，如果AB交替，執行結果任然正確，則允許編譯器、處理器進行優化重排序。所以只要程序結果正確，編譯器、處理器怎么優化，怎么重排序都沒問題，都是好的。

happens-before規則

程序順序規則：在一個線程中，前面的操作happens-before后面的操作鎖規則：對同一個鎖，解鎖happens-before加鎖 volatile域規則：寫volatile變量，happens-before后面任意一個讀這個volatile變量的操作傳遞性：A happens-before B，B happens-before C，則A happens-before C start()規則：如果線程A執行ThreadB.start() 那么ThreadB.start() happens-before 線程B中任何操作 join()規則：如果線程A執行ThreadB.join(),那么線程B中的所有操作happens-before ThreadB.join()

下面這個示例有助于理解happens-before

double pi = 3.14; //A
double r = 1.0; //B
double area = pi * r *r; //C

這里有三個happens-before關系，規則1、2是程序順序規則，規則3是傳遞性規則推導出來的：

A happens-before B B happens-before C A happens-before C

C依賴于A、B，但是A和B誰也不依賴。所以即使A和B重排序，執行結果也不會發生變化，這種重排序，JMM是運行的。

下面兩種執行順序的結果都是正確的。

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