主内存与工作内存12.3.2

Memory中此处的主内存与介绍物理硬件时提到的主内存名字一样两者也可以类比但物理上它仅是虚拟机内存的一部分。

Working

Memory可与前面讲的处理器高速缓存类比线程的工作内存中保存了被该线程使用的变量的主内存副本线程对变量的所有操作读取、赋值等都必须在工作内存中进行而不能直接读写主内存中的数据。

Java

堆、栈、方法区等并不是同一个层次的对内存的划分这两者基本上是没有任何关系的。

12.3.2

关于主内存与工作内存之间具体的交互协议即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存、如何从工作内存同步回主内存这一类的实现细节

Java

虚拟机实现时必须保证下面提及的每一种操作都是原子的、不可再分的注意作用在哪里的

lock锁定作用于主内存的变量它把一个变量标识为一条线程独占的状态。

unlock解锁作用于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。

read读取作用于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中以便随后的

load

操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。

use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(类似于操作数栈)每当虚拟机遇到一个需要使用变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。

assign赋值作用于工作内存的变量它把一个从执行引擎接收的值赋给工作内存的变量每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。

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送到主内存中以便随后的

write

操作之一单独出现即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受或者工作内存发起回写了但主内存不接受的情况出现。

不允许一个线程丢弃它最近的

assign

操作即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存。

不允许一个线程无原因地没有发生过任何

assign

操作把数据从线程的工作内存同步回主内存中。

一个新的变量只能在主内存中“诞生”不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化

load

操作那将会清空工作内存中此变量的值在执行引擎使用这个变量前需要重新执行

load

可以看到变量的赋值以及获取实际上都不是一个操作而是两个操作例如读read

12.3.3

第一项是保证此变量对所有线程的可见性这里的“可见性”是指当一条线程修改了这个变量的值新值对于其他线程来说是可以立即得知的。

我的理解如果某个工作内存修改了变量那么一定会执行上面所说到的store和write指令这两个执行必须按照这个顺序但是不代表是连续执行的。

那么也就是说也许这个工作内存执行了store执行已经将变量改变了并且想要写回主存对于这个值从逻辑上而言应该是store的新值但是如果没有及时执行write将变量写回主存的话那么主存的值就是过期的数据就没有让其他线程立即可见。

因为如果写入主存的话由于缓存一致性规则只要主存中的数据变动了那么所有的工作内存中的数据都会失效那么就保证了其他线程立即可见。

结论加了volatile的变量store和write是连续执行的而没加的不一定是连续的。

如果让

变量读操作的性能消耗与普通变量几乎没有什么差别但是写操作则可能会慢上一些因为它需要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。

不过即便如此大多数场景下

volatile

修饰的变量不会被指令重排序优化从而保证代码的执行顺序与程序的顺序相同

12.3.5

的非原子性协定读者只要知道这件事情就可以了无须太过在意这些几乎不会发生的例外情况。

volatile

的特殊规则保证了新值能立即同步到主内存以及每次使用前立即从主内存刷新。

volatile

如果在本线程内观察所有的操作都是有序的如果在一个线程中观察另一个线程所有的操作都是无序的。

前半句是指“线程内似表现为串行的语义”Within-Thread

As-If-Serial

Semantics后半句是指“指令重排序”现象和“工作内存与主内存同步延迟”现象。

12.3.6

最原始根本的语义。

有些东西可能直观上发生的很符合逻辑但是在计算机的世界里面都需要去约束才能成为我们想要的东西。

程序次序规则Program

Rule在一个线程内按照控制流顺序书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。

注意这里说的是控制流顺序而不是程序代码顺序因为要考虑分支、循环等结构。

管程锁定规则Monitor

Lock

操作。

这里必须强调的是“同一个锁”而“后面”是指时间上的先后。

volatile

变量规则Volatile

变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作这里的“后面”同样是指时间上的先后。

线程启动规则Thread

Start

start()方法先行发生于此线程的每一个动作。

线程终止规则Thread

Termination

Rule线程中的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测我们可以通过

Thread::isAlive()的返回值等手段检测线程是否已经终止执行。

线程中断规则Thread

Interruption

interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生可以通过

Thread::interrupted()方法检测到是否有中断发生。

对象终结规则Finalizer

finalize()方法的开始。

传递性Transitivity如果操作

先行发生于操作

时间先后顺序与先行发生原则之间基本没有因果关系所以我们衡量并发安全问题的时候不要受时间顺序的干扰一切必须以先行发生原则为准。