深入理解java内存模型01-基础
深入理解java内存模型 -学习笔记
深入理解java虚拟机
JSR133
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并发编程模型的分类
并发编程中，我们需要处理两个关键问题：线程间如何通信以及如何同步。
线程通信
线程通信是指线程之间通过何种机制来交换信息。在命令式编程中，线程之间的通信机制有两种：共享内存和消息传递。
- 共享内存：在共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，线程间通过写-读内存中公共状态来隐式进行通信。
- 消息传递：在消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过明确的发送消息来显示进行通信。
线程同步
同步是指用于控制不同线程之间操作发生的相对顺序的机制。
- 在共享内存的并发模型里，同步必须是显示进行的。程序员必须显示指定某个方法或某段代码在县城之间互斥执行。
- 在消息传递的并发模型里，由于消息发送必须在消息的接收之前，因此同步是隐式进行的。
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的进行，整个通讯过程对程序员完全透明。
java内存模型的抽象
java中，所有的示例域，静态域和数组元素存储在堆内存中，堆内存是线程共享的。
局部变量（Local Variables）,方法定义参数(formal method parameters)和异常处理参数(exception handler parameters )存储在线程栈上，是线程私有的，不存在内存可见性问题。
java内存模型(JMM)
java线程之间的通信由java内存模型(JMM)控制，JMM决定了一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。
从上图看，线程A和线程B如果要通信的话，必须要经过下面两个步骤：
- 首先，线程A把本地内存中更新过的共享变量刷新到主内存中
- 然后，线程B到主内存中去读取线程A中已经更新后的共享变量。
整个通信过程必须要经过主内存。
JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互，来为程序员提供内存可见性保证。
内存间交互操作
关于主内存与工作内存(本地内存)之间的交互协议，即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存，从何从工作内存同步回主内存之类的细节，JMM定义了如下8种操作来完成，虚拟机实现时必须保证下面提及的每一种操作都是原子的、不可再分的.
- lock(锁定)：作用于主内存的变量，把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)：作用于主内存的变量，它把一个变量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操作从主内存得到的变量值放入工作内存的副本变量中。
-
use(使用):作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个
需要使用到变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。 -
assign(赋值)：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎收到的值赋给做工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个
给变量赋值的字节码指令时，执行这个操作。 - store(存储)：作用于工作内存的变量，它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，它把store操作工工作内存得到的变量的值放入主内存的变量中。
对于64位的数据类型（long,double）,JMM特别定义一条宽松的规定：允许虚拟机将没有被volatile修饰的64位数据的读写操作拆分为两次32位操作来进行。即允许虚拟机实现可以不保证64位数据类型的load,store,read和write 4个操作的原子性，这就是long和double的费原子协定（Nonatomic Treatment of long and double Variables）.
在实际开发中，目前各平台下的商用虚拟机几乎都选择把64位数据的读写操作作为原子操作来对待，因此在编写代码的时候一般不需要把long和double变量声明为volitale.
- 如果要把一个变量从主内存复制到工作内存，那么要顺序的执行read和load操作。
- 如果要把工作内存中的变量同步回主内存，那么要顺序的执行store和write操作。
- 顺序直径诸上命令即可，并不是说是连续。如对主内存中的a,b两个变量操作，可以出现read a ,read b,load b ,load a。
JMM还规定了执行上述8中操作必须满足如下规则：
- 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中读取了但是工作内存不获取，或者从工作内存发起回写但是主内存不接受的情况出现。
- 不允许一个线程丢弃它的最近的assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该改变同步回主内存。
- 不允许一个线程无原因的（没有发生过任何assign操作）把数据从工作内存同步回主内存中。
- 一个新的变量只能在主内存中“诞生”，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化的（load或assign）的变量，换句话说，就是对一个变量实施use,load操作之前，必须要先执行过assign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操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次(可重入)，多次执行lock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操作，那将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新load或assign操作初始化变量的值
- 如果堆一个变量事先没有被lock操作锁定，那就不允许对它执行unlock操作，它不允许去unlock一个被其他线程锁定住的变量
- 对一个变量unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store,write）