Java内存模型内存模型JMM浅析浅析
JMM简介
Java Memory Model简称JMM, 是一系列的Java虚拟机平台对开发者提供的多线程环境下的内存可见性、是否可以重排序等问
题的无关具体平台的统一的保证。(可能在术语上与Java运行时内存分布有歧义,后者指堆、方法区、线程栈等内存区域)。
并发编程有多种风格,除了CSP(通信顺序进程)、Actor等模型外,大家最熟悉的应该是基于线程和锁的共享内存模型了。在多
线程编程中,需要注意三类并发问题:
1.原子性
2.可见性
3.重排序
原子性涉及到,一个线程执行一个复合操作的时候,其他线程是否能够看到中间的状态、或进行干扰。典型的就是i++的问题
了,两个线程同时对共享的堆内存执行++操作,而++操作在JVM、运行时、CPU中的实现都可能是一个复合操作, 例如在JVM
指令的角度来看是将i的值从堆内存读到操作数栈、加上一、再写回到堆内存的i,这几个操作的期间,如果没有正确的同步,
其他线程也可以同时执行,可能导致数据丢失等问题。常见的原子性问题又叫竞太条件,是基于一个可能失效的结果进行判
断,如读取-修改-写入。 可见性和重排序问题都源于系统的优化。
简单说重排序就是程序实际执行的顺序和程序中的顺序不一致。
由于CPU的执行速度和内存的存取速度严重不匹配,为了优化性能,基于时间局部性、空间局部性等局部性原理,CPU在和
内存间增加了多层高速缓存,当需要取数据时,CPU会先到高速缓存中查找对应的缓存是否存在,存在则直接返回,如果不
存在则到内存中取出并保存在高速缓存中。现在多核处理器越基本已经成为标配,这时每个处理器都有自己的缓存,这就涉及
到了缓存一致性的问题,CPU有不同强弱的一致性模型,最强的一致性安全性最高,也符合我们的顺序思考的模式,但是在
性能上因为需要不同CPU之间的协调通信就会有很多开销
典型的CPU缓存结构示意图如下
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