Java 内存模型：深入理解并发性

简介

Java 内存模型 (JMM) 是 Java 并发编程的一个基本但经常被误解的方面。 JMM 是随 Java 5 引入的，它定义了线程如何与内存交互，确保多线程程序的一致性和可预测性。在本文中，我们将深入探讨 JMM，探讨其关键概念，并研究它如何影响并发 Java 应用程序开发。

JMM 的基本概念

1。能见度

可见性涉及确保一个线程所做的修改对其他线程可见。如果没有适当的机制，由于编译器或 CPU 优化，线程可以无限期地向其他线程隐藏其更改。

2。日程安排

调度是指指令执行的顺序。 JMM 允许出于性能原因进行某些重组，但也保证某些顺序以维护程序的语义。

3。原子性

原子性确保操作在单个不可分割的步骤中执行，而不会受到其他线程的干扰。

JMM的关键机制

1。发生在关系之前

这是 JMM 的基础。如果操作 A “发生在”操作 B 之前，则保证 A 的效果对 B 可见。这种关系是传递性的，构成了 Java 中同步的基础。

2。挥发性

volatile 关键字确保更改在线程之间可见。读取易失性变量将始终看到对该变量执行的最后一次写入。

3。已同步

同步块和方法在获取和释放同一监视器的线程之间建立发生之前关系。

4。决赛

正确初始化的 final 字段保证对所有线程可见，无需额外同步。

实际影响

1。双重检查锁定

由于可见性问题，双重检查锁定模式在 Java 5 之前就被破坏了。 JMM 修复了这个问题，允许正确使用 volatile.

class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2。发布对象

安全发布对象对于避免部分可见性问题至关重要。 JMM 保证如果一个对象被正确发布（例如，通过易失性字段或线程安全类），则其所有字段都将可见。

3。重组指令

JMM 允许进行某些重组，这可能会让开发人员感到惊讶。
例如：

int a, b;
a = 1;
b = 2;

可以重新排列为：

int a, b;
b = 2;
a = 1;

除非这些说明有适当的时间障碍。

结论

Java 内存模型是 Java 并发编程的一个重要方面。尽管很复杂，但理解它对于编写正确且高效的并发代码至关重要。通过掌握可见性、调度和原子性的概念，以及发生之前、易失性和同步等机制，开发人员可以创建健壮且高效的多线程应用程序。
然而，值得注意的是，即使很好地理解了 JMM，并发编程仍然是一个挑战。使用 java.util.concurrent 包提供的高级抽象通常可以简化开发，同时仍然利用 JMM 保证。

以上是Java 内存模型：深入理解并发性的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！