这是我翻译的一篇java内存模型的说明,分享给大家
这里是原文出处:
http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/index.html
这里还有很多其他的教程,都挺好的
Java内存模型(Java Memory Model,简称JMM)是Java虚拟机规范中定义的一种抽象概念,它规定了如何处理多线程环境下共享变量的访问和修改,以确保正确性和一致性。理解JMM对于编写高效的并发程序至关重要。
JMM将内存分为两大部分:栈(Stack)和堆(Heap)。每个线程都有自己的独立栈空间,用于存储方法调用信息和局部变量。这些局部变量包括基本类型(如int、double)和对象引用。基本类型变量直接存储在栈中,它们对于其他线程不可见,这意味着一个线程不能直接修改另一个线程的局部基本类型变量。对象则存储在堆中,是所有线程共享的。当一个线程创建一个对象并将其引用赋值给局部变量,这个引用在栈中,但对象本身在堆中,因此其他线程可以通过获取这个引用访问和修改该对象。
堆内存中,所有对象及其成员变量(无论是基本类型还是对象引用)都是共享的,可以被任何持有引用的线程访问。静态变量属于类,它们与类的定义一起存储在堆中,同样可以被所有线程访问。
现代计算机硬件通常拥有多个CPU核心,每个核心有自己的寄存器和缓存。在多线程环境中,每个CPU可能同时运行一个线程,而线程的局部变量可能暂时保存在CPU的高速缓存中。这种硬件级别的内存模型与Java内存模型存在差异,可能导致以下问题:
1. **共享变量可见性**:如果没有使用`volatile`关键字或同步机制,一个线程对共享变量的修改可能不会立即反映到其他线程的视图中。这是因为修改可能只更新了某个CPU的缓存,而没有同步到主内存,导致其他线程仍看到旧值。
2. **竞态条件(Race Condition)**:当多个线程同时读写同一共享变量时,可能出现竞态条件,导致结果不确定。例如,两个线程同时递增一个计数器,最终结果可能少于预期次数。
为了解决这些问题,Java提供了`volatile`关键字和`synchronized`关键字。`volatile`保证了变量的可见性,当一个线程修改了`volatile`变量,其他线程会立即看到这个修改。`synchronized`提供了一种锁机制,确保在给定时间内,只有一个线程可以执行特定代码块,从而避免竞态条件。
此外,Java还引入了原子变量类(如`AtomicInteger`),它们提供了原子操作,可以在无同步的情况下实现线程安全的共享变量操作。
Java内存模型是一个复杂的主题,涉及到并发编程中的一些关键概念,如可见性、有序性和原子性。理解和掌握JMM是编写高效、可靠的多线程Java程序的基础。通过合理使用`volatile`、`synchronized`以及原子变量类,可以有效地避免并发编程中的常见问题,确保程序的正确执行。