《《深入理解 Java 内存模型_程晓明_InfoQ》.pdfVIP

目录 基础 4 并发编程模型的分类 4 Java 内存模型的抽象4 重排序6 处理器重排序与内存屏障指令 7 happens-before 10 重排序 13 数据依赖性 13 as-if-serial 语义 13 程序顺序规则 15 重排序对多线程的影响 15 顺序一致性 19 数据竞争与顺序一致性保证 19 顺序一致性内存模型 19 同步程序的顺序一致性效果 22 未同步程序的执行特性 24 VOLATILE 28 volatile 的特性 28 volatile 写-读建立的 happens before 关系 30 volatile 写-读的内存语义 32 volatile 内存语义的实现 35 JSR-133 为什么要增强 volatile 的内存语义40 锁 42 锁的释放-获取建立的 happens before 关系42 锁释放和获取的内存语义44 锁内存语义的实现45 concurrent 包的实现 52 FINAL 55 写 final 域的重排序规则 56 读 final 域的重排序规则 57 如果 final 域是引用类型 60 为什么 final 引用不能从构造函数内“逸出” 63 final 语义在处理器中的实现 65 JSR-133 为什么要增强 final 的语义 65 总结 66 处理器内存模型 66 JMM ，处理器内存模型与顺序一致性内存模型之间的关系 68 JMM 的设计 69 JMM 的内存可见性保证 72 JSR-133 对旧内存模型的修补 73 个人简介 74 参考文献 74 基础 并发编程模型的分类 在并发编程中 ，我们需要处理两个关键问题：线程之间如何通信及线程之间如何同 步 （这里的线程是指并发执行的活动实体 ）。通信是指线程之间以何种机制来交换 信息。在命令式编程中，线程之间的通信机制有两种：共享内存和消息传递。 在共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态 ，线程之间通过写-读内 存中的公共状态来隐式进行通信。在消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状 态 ，线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信。 同步是指程序用于控制不同线程之间操作发生相对顺序的机制。在共享内存并发模 型里，同步是显式进行的。程序员必须显式指定某个方法或某段代码需要在线程之 间互斥执行。在消息传递的并发模型里，由于消息的发送必须在消息的接收之前， 因此同步是隐式进行的。 Java 的并发采用的是共享内存模型 ，Java 线程之间的通信总是隐式进行 ，整个通 信过程对程序员完全透明。如果编写多线程程序的 Java 程序员不理解隐式进行的 线程之间通信的工作机制 ，很可能会遇到各种奇怪的内存可见性问题。 Java 内存模型的抽象 在java 中，所有实例域、静态域和数组元素存储在堆内存中，堆内存在线程之间共 享 （本文使用 “共享变量”这个术语代指实例域，静态域和数组元素 ）。局部变量 （Local variables ），方法定义参数（java 语言规范称之为formal method parameters ）和异常处理器参数（exception handler parameters ）不会在线程之间 共享，它们不会有内存可见性问题，也不受内存模型的影响。 Java 线程之间的通信由 Java 内存模型 （本文简称为 JMM ）控制，JMM 决定一个 线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM 定义了 线程和主内存之间的抽象关系 ：线程之间的共享变量存储在主内存 （main memory ）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory ），本地内存 中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是 JMM 的一个抽象概念，并不 真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。Java 内存模型的抽象示意图如下： 线程 A