你的位置:首页 > Java教程

[Java教程]Java锁(一)之内存模型


  想要了解Java锁机制、引发的线程安全问题以及数据一致性问题,有必要了解内存模型,机理机制了解清楚了,这些问题也就应声而解了。

一、主内存和工作内存

  Java内存模型分为主内存和工作内存,所有的变量都存储在主内存中。每条线程还有自己的工作内存,线程的工作内存中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。不同的线程之间也无法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主内存来完成。

二、线程、工作内存和主内存

  下面是java的内存模型,(参见与java虚拟机)

 

  实际上,不同平台间的处理器架构将直接影响内存模型的结构。

  在C或C++中, 可以利用不同操作平台下的内存模型来编写并发程序. 但是, 这带给开发人员的是, 更高的学习成本.相比之下, java利用了自身虚拟机的优势, 使内存模型不束缚于具体的处理器架构, 真正实现了跨平台。(针对hotspot jvm, jrockit等不同的jvm, 内存模型也会不相同)

内存模型的特征: 

a, Visibility  可见性 (多核,多线程间数据的共享)

b, Ordering 有序性 (对内存进行的操作应该是有序的)

 在jmm中, 通过并发线程修改变量值, 必须将线程变量同步回主存后, 其他线程才能访问到.来体现可视性(Visibility) 。通过java提供的同步机制或volatile关键字, 来保证内存的访问顺序.

三、内存间交互操作

Java内存间操作包括8种操作:

① Lock

作用于主内存的变量,把一个变量标识为一个线程独占的状态;

② Unlock

作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来;

③ Read

作用于主内存的变量,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的动作使用;

④ Load

作用于工作内存中的变量,把read的操作从主内存得到的变量值放入到工作内存的变量的副本中;

⑤ Use

作用于工作内存中的变量,把工作内存中的变量传递给执行引擎;

⑥ Assign

作用于工作内存中的变量,把从执行引擎传接收到的变量赋值给工作内存中的变量;

⑦ Store

作用于工作内存中的变量,把工作内存中的变量传送给主内存中;

⑧ Write

作用于主内存中的变量,把store操作的变量值放入主内存的变量中。

上述操作中还要满足如下原则:

1) Read和load,以及store和write不能单独出现;

2) Assign不能丢弃;

3) 不允许没有assign操作的变量从线程的工作内存中同步到主内存;

4) Use和store的操作前必须assign和load;

5) Lock和unlock成对出现,对象才会解锁;

6) 没有lock的对象不能unlock;

7) 执行Lock操作的时候,将会清空工作内存中此变量的值;

8) 执行unlock之前,必须把此对象同步到主内存中。

上面的论述初看起来有点迷糊,可以对照着模型图进行思考,就一目了然了。