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java內存模型:Happens-Before

先後 理解 得到 java 導出 進行 讀取 排序 java內存模型

有序性:即程序執行的順序按照代碼的先後順序執行。

Java內存模型具備一些先天的“有序性”,即不需要通過任何手段就能夠得到保證的有序性,這個通常也稱為 happens-before 原則。

如果兩個操作的執行次序無法從happens-before原則推導出來,那麽它們就不能保證它們的有序性,虛擬機可以隨意地對它們進行重排序。

  下面就來具體介紹下happens-before原則(先行發生原則):

  • 程序次序規則:一個線程內,按照代碼順序,書寫在前面的操作先行發生於書寫在後面的操作
  • 鎖定規則:一個unLock操作先行發生於後面對同一個鎖額lock操作
  • volatile變量規則:對一個變量的寫操作先行發生於後面對這個變量的讀操作
  • 傳遞規則:如果操作A先行發生於操作B,而操作B又先行發生於操作C,則可以得出操作A先行發生於操作C
  • 線程啟動規則:Thread對象的start()方法先行發生於此線程的每個一個動作
  • 線程中斷規則:對線程interrupt()方法的調用先行發生於被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發生
  • 線程終結規則:線程中所有的操作都先行發生於線程的終止檢測,我們可以通過Thread.join()方法結束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經終止執行
  • 對象終結規則:一個對象的初始化完成先行發生於他的finalize()方法的開始

  這8條原則摘自《深入理解Java虛擬機》。

  這8條規則中,前4條規則是比較重要的,後4條規則都是顯而易見的。

  下面我們來解釋一下前4條規則:

  對於程序次序規則來說,我的理解就是一段程序代碼的執行在單個線程中看起來是有序的。註意,雖然這條規則中提到“書寫在前面的操作先行發生於書寫在後面的操作”,這個應該是程序看起來執行的順序是按照代碼順序執行的,因為虛擬機可能會對程序代碼進行指令重排序。雖然進行重排序,但是最終執行的結果是與程序順序執行的結果一致的,它只會對不存在數據依賴性的指令進行重排序。因此,在單個線程中,程序執行看起來是有序執行的,這一點要註意理解。事實上,這個規則是用來保證程序在單線程中執行結果的正確性,但無法保證程序在多線程中執行的正確性。

  第二條規則也比較容易理解,也就是說無論在單線程中還是多線程中,同一個鎖如果出於被鎖定的狀態,那麽必須先對鎖進行了釋放操作,後面才能繼續進行lock操作。

  第三條規則是一條比較重要的規則,也是後文將要重點講述的內容。直觀地解釋就是,如果一個線程先去寫一個變量,然後一個線程去進行讀取,那麽寫入操作肯定會先行發生於讀操作。

  第四條規則實際上就是體現happens-before原則具備傳遞性。

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