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文章目錄

• • 1:概念
  • 2:解決的問題
  • 3:可見性
  • • (1):問題的引出
    • (2):如何解決
    • (3):拓展
  • 4:有序性
  • • (1):問題的引出---指令重排
    • (2):如何解決指令重拍呢
  • 5:volatile原理
  • • (1):內存屏障
    • (2):如何保證可見性呢
    • (3):如何保證有序性呢

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1:概念

JMM即Java Memory Model,它定義了主存、工作內存抽象概念，底層對應著CPU寄存器、緩存、硬件內
存、CPU指令優化等。

2:解決的問題

JMM體現在以下幾個方面

• 原子性-保證指令不會受到線程上下文切換的影響（比如說是n++,如果發生線程上下文切換的話,那就破壞了這一條指令的執行）
• 可見性-保證指令不會受cpu緩存的影響
• 有序性-保證指令不會受cpu指令并行優化的影響

3:可見性

(1):問題的引出

可見性是指一個線程對一個變量進行修改，另外一個線程可以看的到
可見性問題是由CPU的緩存導致的，多核CPU均有各自的緩存，這些緩存要與內存進行同步。（其實就是多線程環境下,一個線程對一個變量的改變了，而另一個線程沒看到,那么的話還是按照原來的變量的值進行計算的話，那么就會出錯）。

(2):如何解決

我們可以對該變量加上 volatile 關鍵字，這樣的話，每次線程都是從主存中去取變量，這樣就解決了緩存中數據與主存中數據不一致的問題。我們也可以使用關鍵字 synChronized 關鍵字來進行解決可見性問題，只不過synChronized是重量級鎖，會影響性能。

(3):拓展

• volatile適合在一個寫線程和多個讀線程中使用，只能保證變量在內存中的可見性，并不能防止上下文切換帶來的原子性問題。
• 但是對變量加上 volatile關鍵字并不能接解決 原子性問題；但終歸還得是靠老大哥synChronized來上鎖，既能防止上下文切換解決原子性問題，也可以解決變量可見性問題。

4:有序性

(1):問題的引出—指令重排

為什么會有指令重拍呢，主要是CPU進行優化，提高處理速度造成的。一條指令可以分為 取指令·指令譯碼·執行指令·內存訪問·數據寫回 CPU可以在一個時鐘周期內，執行不同指令中的不同階段，也就是同時將5條指令同時進行中，那么其實這樣的話，就會出現指令重排問題,因為在一個CPU時鐘周期內,我們執行的不是一條完整的指令。

(2):如何解決指令重拍呢

主要也是在相關變量上加上 volatile關鍵字

5:volatile原理

(1):內存屏障

• volatile的底層實現原理是內存屏障，Memory Barrier(Memory Fence)
• 對volatile變量的寫指令后會加入寫屏障
• 對volatile變量的讀指令前會加入讀屏障

(2):如何保證可見性呢

• 寫屏障：保證在該屏障之前的，對共享變量的改動都同步到主內存中
• 讀屏障：保證在該屏障之后，對共享變量的讀取，加載的是主存中最新數據
  

(3):如何保證有序性呢

• 寫屏障會確保指令重排序時，不會將寫屏障之前的代碼排在寫屏障之后
• 讀屏障會確保指令重排序時，不會將讀屏障之后的代碼排在讀屏障之前
• 其實也就是有了內存屏障，那么就有了有序性。
  
  

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发之volatile的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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