Java内存模型(JMM)的定义及特征。

JMM就是Java内存模型(java memory model)。因为在不同的硬件生产商和不同的操作系统下,内存的访问有一定的差异,所以会造成相同的代码运行在不同的系统上会出现各种问题。所以java内存模型(JMM)屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果。

Java内存模型规定所有的变量都存储在主内存中,包括实例变量,静态变量,但是不包括局部变量和方法参数。每个线程都有自己的工作内存,线程的工作内存保存了该线程用到的变量和主内存的副本拷贝,线程对变量的操作都在工作内存中进行线程不能直接读写主内存中的变量

不同的线程之间也无法访问对方工作内存中的变量。线程之间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

如果听起来抽象的话,我可以画张图给你看看,会直观一点:



每个线程的工作内存都是独立的,线程操作数据只能在工作内存中进行,然后刷回到主存。这是 Java 内存模型定义的线程基本工作方式。

温馨提醒一下,这里有些人会把Java内存模型误解为Java内存结构,然后答到堆,栈,GC垃圾回收,最后和面试官想问的问题相差甚远。实际上一般问到Java内存模型都是想问多线程,Java并发相关的问题

JMM的定义

这个简单,整个Java内存模型实际上是围绕着三个特征建立起来的。分别是:原子性,可见性,有序性。这三个特征可谓是整个Java并发的基础。

原子性

原子性指的是一个操作是不可分割,不可中断的,一个线程在执行时不会被其他线程干扰。

面试官拿笔写了段代码,下面这几句代码能保证原子性吗

int i = 2;
int j = i;
i++;
i = i + 1;

第一句是基本类型赋值操作,必定是原子性操作。

第二句先读取i的值,再赋值到j,两步操作,不能保证原子性。

第三和第四句其实是等效的,先读取i的值,再+1,最后赋值到i,三步操作了,不能保证原子性。

JMM只能保证基本的原子性,如果要保证一个代码块的原子性,提供了monitorenter 和 moniterexit 两个字节码指令,也就是 synchronized 关键字。因此在 synchronized 块之间的操作都是原子性的。

可见性

可见性指当一个线程修改共享变量的值,其他线程能够立即知道被修改了。Java是利用volatile关键字来提供可见性的。 当变量被volatile修饰时,这个变量被修改后会立刻刷新到主内存,当其它线程需要读取该变量时,会去主内存中读取新值。而普通变量则不能保证这一点。

除了volatile关键字之外,final和synchronized也能实现可见性。

synchronized的原理是,在执行完,进入unlock之前,必须将共享变量同步到主内存中。

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