共享内存
程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信
消息传递
程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息来显式进行通信
线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息来显式进行通信
总结:Java的并发采用的是共享内存模型,Java线程之间的通信总是隐式进行,整个通信过程对程序员完全透明。
附图:
注:所有实例域、静态域和数组元素都存储在堆内存中,堆内存在线程之间共享(本章用“共享变量”这个术语代指实例域,静态域和数组元素)。局部变量(Local Variables),方法定义参数(Java语法规范称之为Formal Method Parameters)和异常处理器参数(Exception HandlerParameters)不会在线程之间共享,它们不会有内存可⻅性问题,也不受内存模型的影响。
重排序是指编译器和处理器为了优化程序性能而对指令序列进行重新排序的一种手段。
现代处理器采用了指令级并行技术(Instruction-Level Parallelism,ILP)来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序
内存系统的重排序
由于处理器使用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行
B可以排在A前
,JMM允许这种排序。 public class DoubleCheckedLocking { // 1
private static Instance instance; // 2
public static Instance getInstance() { // 3
if (instance == null) { // 4:第一次检查
synchronized (DoubleCheckedLocking.class) { // 5:加锁
if (instance == null) // 6:第二次检查
instance = new Instance(); // 7:问题的根源出在这里
} // 8
} // 9
return instance; // 10
} // 11
}
memory = allocate(); //1:分配对象的内存空间
ctorInstance(memory); //2:初始化对象
instance = memory; //3:设置instance指向刚分配的内存地址
memory = allocate(); //1:分配对象的内存空间
instance = memory; //3:设置instance指向刚分配的内存地址
//注意,此时对象还没有被初始化!
ctorInstance(memory); //2:初始化对象
解决方案
volatile
]);第一种基于volatile
方案
public class SafeDoubleCheckedLocking {
private volatile static Instance instance;
public static Instance getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (SafeDoubleCheckedLocking.class) {
if (instance == null)
instance = new Instance(); // instance为volatile,现在没问题了
}
}
return instance;
}
}
public class InstanceFactory {
private static class InstanceHolder {
public static Instance instance = new Instance();
}
public static Instance getInstance() {
return InstanceHolder.instance; // 这里将导致InstanceHolder类被初始化,存在初始化锁,拿不到的线程会一直等待
}
}
happens-before是JMM最核心的概念
JMM对程序员的承诺
]JMM对编译器和处理器重排序的约束原则
]注意:两个操作之间具有happens-before关系,并不意味着前
一个操作必须要在后一个操作之前执行!happens-before仅仅要求前一个操
作(执行的结果)对后一个操作可见,且前一个操作按顺序排在第一个操
作之前(the first is visible to and ordered before the second)。
话外语:
- as-if-serial语义保证单线程内程序的执行结果不被改变,happens-before关系保证正确同步的多线程程序的执行结果不被改变
- as-if-serial语义和happens-before这么做的目的,都是为了在不改变程序执行结果的前提下,尽可能地提高程序执行的并行度
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