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JUC(8)JMM


文章目录

  • ​​1、JMM​​
  • ​​2、volatile​​
  • ​​3、单例模式​​

1、JMM

Volatile是java虚拟机提供轻量级的同步机制

  • 1、保证可见性
  • 2、不保证原子性
  • 3、禁止指令重排

什么是JMM
java内存模型,不存在的东西,概念、约定

  • 1、线程解锁前,必须把共享变量立刻刷回主存(线程将主存中的变量复制一份到线程中)
  • 2、线程加锁前,必须读取主存中的最新值到工作内存中
  • 3、加锁和读锁是同一把锁

JUC(8)JMM_可见性


两个线程同时执行,假如一个线程修改变量、另外一个线程没有及时得到,就会出错。

JUC(8)JMM_可见性_02


内存交互操作

  内存交互操作有8种,虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的,不可在分的(对于double和long类型的变量来说,load、store、read和write操作在某些平台上允许例外)

  • lock (锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标识为线程独占状态
  • 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动作使用
  • load (载入):作用于工作内存的变量,它把read操作从主存中变量放入工作内存中
  • u- se (使用):作用于工作内存中的变量,它把工作内存中的变量传输给执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值,就会使用到这个指令
  • assign (赋值):作用于工作内存中的变量,它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
  • store (存储):作用于主内存中的变量,它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中,以便后续的write使用
  • write  (写入):作用于主内存中的变量,它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

JMM对这八种指令的使用,制定了如下规则:

  • 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load,使用了store必须write
  • 不允许线程丢弃他最近的assign操作,即工作变量的数据改变了之后,必须告知主存
    不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
  • 一个新的变量必须在主内存中诞生,不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前,必须经过assign和load操作
  • 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后,必须执行相同次数的unlock才能解锁
  • 如果对一个变量进行lock操作,会清空所有工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前,必须重新load或assign操作初始化变量的值
  • 如果一个变量没有被lock,就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
  • 对一个变量进行unlock操作之前,必须把此变量同步回主内存

举例子

package com.jmm;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {
private static int num = 0;
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{//线程1对主内存的变化不知道的
while (num == 0){

}
}).start();

try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

num =1;
System.out.println(num);

}
}

测试结果

JUC(8)JMM_可见性_03

2、volatile

保证可见性

 private volatile static int num = 0;

测试结果:程序立刻停止

JUC(8)JMM_主存_04


不保证原子性

package com.jmm;

/**
* 不保证原子性
*/
public class VolatileDemo {
private volatile static int num = 0;

public static void add(){
num ++;
}
public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 200; i++) {

new Thread(()->{
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
add();
}

}).start();

}

while(Thread.activeCount() > 2){
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" " +num);


}
}

测试结果

JUC(8)JMM_主存_05

如果不加lock和synchronized,怎样保证原子性

使用原子类

JUC(8)JMM_可见性_06


JUC(8)JMM_主存_07


JUC(8)JMM_执行引擎_08


测试结果

JUC(8)JMM_可见性_09


指令重排

什么是指令重排:你写的程序,计算机并不是按照你写的那样去执行的

volatile可以避免指令重排

volatile是可以保持可见性,不能保证原子性,由于内存屏障,可以保证避免指令重排的现象

3、单例模式

饿汉式

package com.single;

/**
* 饿汉式单例
*/
public class HungrySingle {

private HungrySingle(){}

private final static HungrySingle HUNGRY_SINGLE = new HungrySingle();

public static HungrySingle getInstance(){
return HUNGRY_SINGLE;
}
}

懒汉式

package com.single;


/**
* 懒汉式单例
*/
public class LazySingle {

private LazySingle(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
}

private volatile static LazySingle lazySingle;

/**
*双重检测锁模式的 懒汉式单例 DCL懒汉式
*/
public static LazySingle getInstance(){
if(lazySingle == null){
synchronized (LazySingle.class){
if(lazySingle == null){
lazySingle = new LazySingle();
/**
* 1、分配内存空间
* 2、执行构造方法,初始化对象
* 3、把这个对象指向这个空间
*/
}
}
}

return lazySingle;
}


//多线程并发
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(()->{
getInstance();
}).start();

}
}
}


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