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内存模型

1. java 内存模型

很多人将【java 内存结构】与【java 内存模型】傻傻分不清，【java 内存模型】是 Java Memory

Model（JMM）的意思。

关于它的权威解释，请参考 https://download.oracle.com/otn-pub/jcp/memory_model-1.0-pfd-

spec-oth-JSpec/memory_model-1_0-pfd-spec.pdf?

AuthParam=1562811549_4d4994cbd5b59d964cd2907ea22ca08b

简单的说，JMM 定义了一套在多线程读写共享数据时（成员变量、数组）时，对数据的可见性、有序

性、和原子性的规则和保障

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1.1 原子性

原子性在学习线程时讲过，下面来个例子简单回顾一下：

问题提出，两个线程对初始值为 0 的静态变量一个做自增，一个做自减，各做 5000 次，结果是 0 吗？

1.2 问题分析

以上的结果可能是正数、负数、零。为什么呢？因为 Java 中对静态变量的自增，自减并不是原子操

作。

例如对于 i++ 而言（i 为静态变量），实际会产生如下的 JVM 字节码指令：

而对应 i-- 也是类似：

getstatic   i // 获取静态变量i的值

iconst_1     // 准备常量1

iadd       // 加法

putstatic   i // 将修改后的值存入静态变量i

getstatic   i // 获取静态变量i的值

iconst_1     // 准备常量1

isub       // 减法

putstatic   i // 将修改后的值存入静态变量i

而 Java 的内存模型如下，完成静态变量的自增，自减需要在主存和线程内存中进行数据交换：

如果是单线程以上 8 行代码是顺序执行（不会交错）没有问题：

但多线程下这 8 行代码可能交错运行（为什么会交错？思考一下）：

出现负数的情况：

出现正数的情况：

1.3 解决方法

// 假设i的初始值为0

getstatic   i // 线程1-获取静态变量i的值线程内i=0

iconst_1     // 线程1-准备常量1

iadd       // 线程1-自增线程内i=1

putstatic   i // 线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1

getstatic   i // 线程1-获取静态变量i的值线程内i=1

iconst_1     // 线程1-准备常量1

isub       // 线程1-自减线程内i=0

putstatic   i // 线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=0

// 假设i的初始值为0

getstatic   i // 线程1-获取静态变量i的值线程内i=0

getstatic   i // 线程2-获取静态变量i的值线程内i=0

iconst_1     // 线程1-准备常量1

iadd       // 线程1-自增线程内i=1

putstatic   i // 线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1

iconst_1     // 线程2-准备常量1

isub       // 线程2-自减线程内i=-1

putstatic   i // 线程2-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=-1

// 假设i的初始值为0

getstatic   i // 线程1-获取静态变量i的值线程内i=0

getstatic   i // 线程2-获取静态变量i的值线程内i=0

iconst_1     // 线程1-准备常量1

iadd       // 线程1-自增线程内i=1

iconst_1     // 线程2-准备常量1

isub       // 线程2-自减线程内i=-1

putstatic   i // 线程2-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=-1

putstatic   i // 线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1

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