Java記憶體模型 ( Java Memory Model , JMM )

JMM主要是規定了執行緒與記憶體之間的一些關係。

Java記憶體模型中規定，所有的變數都儲存在主記憶體中，
對所有執行緒都是共享的。

而每個執行緒都有自己的工作記憶體。
工作記憶體中儲存的是對主記憶體中某些變數的拷貝。

不同執行緒無法訪問對方的工作記憶體，
執行緒間通訊必須通過主記憶體來完成。

執行緒對所有變數的操作（讀取、賦值等）必須在工作記憶體中進行，
首先，將變數衝主記憶體拷貝到自己的工作記憶體，
然後，對變數進行操作，操作完成後，再將變數更新到主記憶體。

上圖來源於 https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461

執行緒安全問題

當多個執行緒同時操作（讀取+賦值）一個數據的時候，
可能因為工作記憶體沒有及時重新整理到主記憶體 （執行緒何時將工作記憶體重新整理到主記憶體是不確定的），
造成執行緒不安全。

多執行緒的三大特性

• 原子性

  • 原子性指的是一個操作是不可中斷的，即使是在多執行緒環境下，一個操作一旦開始就不會被其他執行緒影響

    int i=1;//原子操作，直接賦值，要麼賦值成功，要麼賦值不成功
    
    i++;//非原子操作，這裡包含了多步：讀取i的值；將i的值加1；將新值賦值給i
    

• 可見性

  • 當多個執行緒訪問同一個變數時，一個執行緒修改了這個變數的值，其他執行緒能夠立即看得到修改的值。

    解決可見性問題，一般採用volatile
    volatile可以保證可見性，但是卻不能保證原子性
    

    public class VolatileSafe {
    
        volatile boolean close;
    
        public void close(){
            close=true;
        }
    
        public void doWork(){
            while (!close){
                System.out.println("safe....");
            }
        }
        /**
        * 由於對於boolean變數close值的修改屬於原子性操作，
        * [對於非原子性操作，應使用synchronized關鍵字來保證執行緒安全]
        * 因此可以通過使用volatile修飾變數close，
        * 使用該變數對其他執行緒立即可見，
        * 從而達到執行緒安全的目的。
        */
     
    
    }
    

• 有序性

  • 程式執行的順序按照程式碼的先後順序執行。

    volatile關鍵字另一個作用就是禁止指令重排優化，
    從而避免多執行緒環境下程式出現亂序執行的現象