上一篇我分析了一下:主内存、高速缓存以及处理器的关系,接下来给看着片文章你的和我分析一下Java 内存模型

根据上篇所了解到:处理器利用自己高速缓存,在主内存与高速缓存的绑定的协议之上 进行维护数据一致性。

万物都是相通的: Java 内存模型 走起!

       如果要把一个变量从主内存复制到工作内存,就需要按顺序地执行read 与 load 操作;如果把变量从工作内存同步回主内存,就要按顺序地执行 store 和 write 操作,这个是计算机主内存的业务逻辑。

      而我们的Java内存模型只需要执行其中两步操作:read 与 load 的按顺序操作,但是没有保证的必须是连续执行。就是说 read 和 load操作的同时,store 和 read 是可以操作其他指令的,如对主内存中的变量a,b 进行访问时,可能是顺序是read a -> read b ->load  b -> load a 。

java内存模型定义了8种操作来完成,这8种操作每一种都是原子操作。

8种操作如下:其中夹杂着主内存 与 Java虚拟机 的常规操作;

       lock(锁定):作用于主内存,它把一个变量标记为一条线程独占状态;
       read(读取):作用于主内存,它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(载入):作用于工作内存,它把read操作的值放入工作内存中的变量副本中;
       use(使用):作用于工作内存,它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(赋值):作用于工作内存,它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(存储):作用于工作内存,它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(写入):作用于主内存,它把store传送值放到主内存中的变量中。

       unlock(解锁):作用于主内存,它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;

详细操作如图所示:

java volatile1

 

Java内存模型还规定了执行上述8种基本操作时必须满足如下规则:

1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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)。
 

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