`
iegyiy
  • 浏览: 21260 次
社区版块
存档分类
最新评论

转载: Java 多线程内存模型

阅读更多
                              Java 多线程内存模型

    Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型(Java Memory Model,JMM)来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。在此之前,主流程序怨言(如C/C++等)直接使用物理硬件(或者说操作系统的内存模型),因此,会由于不同的平台上内存模型差异,导致程序在一套平台上并发完成正常,而在另一套平台上并发访问却经常出错,因此经常需要针对不同的平台来编写程序。
    Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。
    Java内存模型规定了所有变量都存储在主内存中,每条线程都有自己的工作内存,线程的工作内存保存了被该线程使用到变量的主内存副本拷贝,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变量。不同线程也不能直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成,线程,主内存,工作内存三者的交互关系如图所示。

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,如何从工作同步回主内存之类的实现细节,Java内存模型中定义了八种操作来完成:
lock(锁定):作用于主内存的变量它拔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):作用于主内的变量,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,把read读取操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量拷贝中。
use(使用):作用于工作内存的变量,把工作内存中一个变量的值传递给java虚拟机执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用到变量值的字节码指令时将会执行该操作。
assign(赋值):作用于工作内存变量,把一个从执行引擎接收到的变量的值赋值给工作变量,每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码时将会执行该操作。
store(存储):作用于工作内存的变量,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操作使用。 
write(写入):作用于主内存的变量,把store操作从工作内存中得到的变量值放入主内存的变量中。
    如果把一个变量从主内存复制到工作内存,那就需要顺序地执行read和load操作,如果要把变量从工作内存同步到主内存,就要顺序地执行store和write操作。注意Java内存模型只要求上述两个操作必须按照顺序执行,而没有保证必须是连续执行。也即是说read和load之间,store和write之间是可插入其他指令的,如对主内存中的变量a,b进行访问时,一种可能的顺序是read a,read b,load b,load a。除此之外,Java内存模型还规定了在执行上述八种基本操作时必须满足如下规则:
不允许read和load、store和write操作之一单独出现,即不允许一个变量从主内存读取可但工作内存不接受,或者从工作内存发起了回写但竹内薰不接受的情况出现。
不允许一个线程丢弃它的最近的assign赋值操作,即工作内存变量值改变之后必须同步回主内存。
只有发生过assign赋值操作的变量才需要从工作内存同步回主内存。
一个新变量只能在主内存中产生,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量,即一个变量在进行use和store操作之前,必须先执行过assgin和load操作
一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock锁定操作,但是lock锁定可以被一条线程重复执行多次,多次执行lock之后,只有执行相同次数的unlock操作变量才会被解锁
如果对一个变量执行lock锁定操作,将会清空工作内存中该变量的值,在执行引擎使用这个变量前,需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
如果一个变量事先没有被lock锁定,则不允许对这个变量进行unlock解锁操作,也不允许对一个被别的线程锁定的变量进行unlock解锁。
一个变量进行unlock解锁操作之前,必须先把此变量同步回主内存中(执行store和write操作)。[/color]
分享到:
评论

相关推荐

    深入学习:Java多线程编程

    《深入学习:Java多线程编程》是一本专注于Java并发技术的专业书籍,旨在帮助开发者深入理解和熟练运用Java中的多线程编程。Java多线程是Java编程中的核心部分,尤其在现代高性能应用和分布式系统中不可或缺。理解并...

    内存模型-多线程内存模型

    ### C++09内存模型与多线程编程 #### 一、引言 随着多核处理器的普及,多线程编程成为了现代软件开发中的一个重要组成部分。C++作为一门广泛使用的编程语言,在C++09标准中引入了一系列重要的新特性,其中最显著的...

    java多线程经典模型生产者消费者

    java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型生产者消费者java多线程经典模型...

    java内存模型和一些多线程的资料

    Java内存模型(JVM Memory Model,简称JMM)是Java平台中的一个重要概念,它定义了在多线程环境下,如何在共享内存中读写变量的行为。JMM的主要目标是确保多线程环境下的可见性、有序性和原子性,从而避免数据不一致...

    java实现多线程经典模型生产者消费

    java实现多线程经典模型生产者消费java实现多线程经典模型生产者消费java实现多线程经典模型生产者消费java实现多线程经典模型生产者消费java实现多线程经典模型生产者消费java实现多线程经典模型生产者消费java实现...

    JAVA多线程模型详解

    本文将深入探讨Java多线程模型的相关知识点,包括线程与进程的区别、线程的实现原理、线程的创建方法以及线程的阻塞与唤醒机制等,旨在为初学者提供一个清晰的多线程概念理解和使用指南。 一、线程与进程的区别 在...

    Java理论与实践:修复Java内存模型1

    Java内存模型(Java Memory Model, JMM)是Java平台中用于规范线程间通信和内存可见性的重要概念,它的目标是确保多线程环境下的正确同步。然而,原始的JMM存在一些严重的缺陷,导致了开发者在理解和实现线程安全时...

    java多线程Demo

    Java多线程是Java编程中的一个重要概念,它允许程序同时执行多个任务,提高了程序的效率和响应速度。在Java中,实现多线程有两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口。 1. 继承Thread类: 当我们创建一个新...

    java 多线程操作数据库

    ### Java多线程操作数据库:深入解析与应用 在当今高度并发的应用环境中,Java多线程技术被广泛应用于处理数据库操作,以提升系统的响应速度和处理能力。本文将基于一个具体的Java多线程操作数据库的应用程序,深入...

    Java多线程编程总结

    Java线程:线程栈模型与线程的变量 Java线程:线程状态的转换 Java线程:线程的同步与锁 Java线程:线程的交互 Java线程:线程的调度-休眠 Java线程:线程的调度-优先级 Java线程:线程的调度-让步 Java线程:线程...

    Java 内存模型

    在Java 5之前,Java内存模型的描述比较模糊,为了提升多线程程序的可靠性,Java社区重新定义并强化了Java内存模型,该工作主要在JSR-133专家组的领导下完成。 JSR-133是Java社区的一个规范,它的全称是Java内存模型...

    java多线程读取文件

    Java多线程读大文件 java多线程写文件:多线程往队列中写入数据

    【多线程与高并发原理篇:3_java内存模型】.doc

    总的来说,Java内存模型通过规范线程对内存的访问,确保在并发环境下程序的正确性和数据的一致性。开发者需要理解并利用好JMM提供的机制,如volatile和synchronized,来解决多线程环境中的并发问题,以编写出高效且...

    java内存模型(有助理解多线程)

    ### Java内存模型(有助理解多线程) #### JMM简介 Java内存模型(JMM,Java Memory Model)是Java虚拟机规范中一个重要的概念,它规定了程序中各种变量(包括实例字段、静态字段和数组元素)的访问规则,以及在...

    27道顶尖的Java多线程、锁、内存模型面试题!.pdf

    4. **Java内存模型(JMM)**:JMM定义了线程如何访问共享变量,以及在多个线程之间如何同步这些变量。它规定了volatile变量的读写规则、synchronized的内存语义以及 Happens-Before原则等,以确保正确性并避免数据...

    java线程-Java内存模型

    2. 原子性问题:Java内存模型并不保证所有的操作都是原子性的。例如,`count += 1`这样的操作实际上包含读、加、写三个步骤,在多线程环境中,如果在这些步骤之间发生线程切换,可能会导致数据不一致。Java提供了...

    Java同步线程模型分析与改进.pdf

    Java多线程模型的缺陷还包括:Java多线程模型中,线程之间的相互等待和占有资源可能会导致死锁问题,影响系统的并发执行程度和处理速度。 为解决Java多线程模型的缺陷,需要对其进行改进。改进策略包括:使用线程...

    java 多线程编程实战指南(核心 + 设计模式 完整版)

    - **线程的创建**:Java提供了两种创建线程的方式,一是通过实现`Runnable`接口,二是继承`Thread`类。每种方式都有其适用场景,需要根据实际需求选择。 - **生命周期**:线程有新建、就绪、运行、阻塞和终止五种...

    Java多线程详解及示例

    Java内存模型(JMM)规定了线程如何访问共享变量,以及如何保证数据一致性。volatile关键字可以确保线程之间的可见性,禁止指令重排序。原子性操作(如AtomicInteger)则可以保证在多线程环境下的原子性。 6. 线程...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics