并发编程学习---JMM及内存操作

目录

  • 作用
  • 目的
  • 简介
  • 线程、工作内存、主内存交互关系
  • 线程、工作内存、主内存交互操作
  • 操作规则

1. 作用

定义了一种java内存模型来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让java程序在各种平台上都能达到的一致的内存访问效果。

2. 目的

定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。

3. 简介

规得了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该线程使用到的变量的主内存副本拷贝,线程对变量的所有操作(读取、赋值等)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通过主内存来完成
这里介绍的主内存和工作内存不同于运行时数据区,两者是没有关系的,如果一定要勉强对应起来,主内存主要对应于java堆中的对象实例数据部分,而工作内存对应于虚拟机栈中的部分区域。

4. 线程、工作内存、主内存交互关系

并发编程学习---JMM及内存操作

5. 线程、工作内存、主内存交互操作

操作 作用区域 作用
lock 主内存 把一个变量标记为一条线程独占状态
read 主内存 把变量值从主内存传送到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用
load 工作内存 把read操作的值放入工作内存中的变量副本中
use 工作内存 把工作内存中的值传递给执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用这个变量的指令时候,将会执行这个动作
assign 工作内存 把从执行引擎获取的值赋值给工作内存中的变量,每当虚拟机遇到一个给变量赋值的指令时候,执行该操作
store 工作内存 把工作内存中的一个变量传送给主内存中,以备随后的write操作使用
write 主内存 把store传送值放到主内存中的变量中
unlock 主内存 将一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才能够被其他线程锁定

6. 操作规则

  • 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存读取了但是工作内存不接受,或者从工作内存发起会写了但是主存不接受的情况),以上两个操作必须按顺序执行,但没有保证必须连续执行,也就是说,read与load之间、store与write之间是可插入其他指令的
  • 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变化同步回主内存。
  • 不允许一个线程无原因地(没有发生过任何assign操作)把数据从线程的工作内存同步回主内存中
  • 一个新的变量只能从主内存中“诞生”,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量,换句话说就是对一个变量实施use和store操作之前,必须先执行过了assign和load操作
  • 一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其执行lock操作,但lock操作可以被同一个条线程重复执行多次,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,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,需要重新执行load或assign操作初始化变量的值
  • 如果一个变量实现没有被lock操作锁定,则不允许对它执行unlock操作,也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量
  • 对一个变量执行unlock操作之前,必须先把此变量同步回主内存(执行store和write操作)