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Java-理解其必要性-内存模型 (JAVA流式编程)

admin4周前 (04-24)数码11

简介

在多线程程序开发中,共享变量的并发访问是一个常见的问题。如果没有适当的同步机制,不同的线程可能会读取或修改共享变量的过时值,导致数据不一致或程序行为异常。Java内存模型(JMM)定义了一组规则,旨在确保多线程环境下对共享变量的正确和一致访问。

JMM 的目标

JMM 的主要目标是: 可见性: 确保当一个线程修改了共享变量时,其他线程能够立即看到这个修改。 有序性: 确保程序执行的结果按照一定的顺序来进行,即使线程的执行顺序是不确定的。 原子性: 确保对共享变量的写操作是不可分割的,要么全部执行成功,要么全部不执行。

JMM 的规则

JMM 通过以下规则来实现其目标:

可见性

volatile 关键字: 将变量声明为 volatile 可以确保对该变量的修改立即对所有线程可见。 synchronized 关键字: synchronized 块和方法可以确保对共享变量的访问是排他性的,从而保证可见性。

有序性

volatile 关键字: volatile 变量的读写操作具有有序性,这意味着它们按照程序中指定的顺序执行。 synchronized 关键字: synchronized 块和方法中的操作具有有序性,这可以通过对锁对象的监控来实现。

原子性

synchronized 关键字: synchronized 块和方法可以确保对共享变量的读写操作是原子性的。 Lock 机制: Lock 对象也可以用来实现对共享变量的原子性修改。

JMM 对程序优化的影响

JMM 的规则对于确保多线程程序的正确性至关重要,但也可能对程序的性能产生一定的影响。为了平衡性能和正确性,JMM 允许程序员在某些情况下优化代码,但前提是不会违反 JMM 的规则。

使用 JMM

在多线程程序开发中,遵循 JMM 的规则并使用适当的同步机制非常重要。这可以确保共享变量的正确访问,避免多线程并发访问带来的问题。 Java

总结

Java内存模型(JMM)是一个强大的工具,它帮助确保了多线程环境下对共享变量的正确和一致访问。了解 JMM 的规则并遵循它们可以大大减少多线程程序中的错误和复杂性。

Java内存模型FAQ 什么是内存模型

内存模型描述的是程序中各变量(实例域、静态域和数组元素)之间的关系,以及在实际计算机系统中将变量存储到内存和从内存取出变量这样的低层细节。 对象最终存储在内存中,但编译器、运行库、处理器或缓存可以有特权定时地在变量的指定内存位置存入或取出变量值。 例如,编译器为了优化一个循环索引变量,可能会选择把它存储到一个寄存器中,或者缓存会延迟到一个更适合的时间,才把一个新的变量值存入主存。 所有的这些优化是为了帮助实现更高的性能,通常这对于用户来说是透明的,但是对多处理系统来说,这些复杂的事情可能有时会完全显现出来。 JMM 允许编译器和缓存以数据在处理器特定的缓存(或寄存器)和主存之间移动的次序拥有重要的特权,除非程序员已经使用 synchronized 或 final 明确地请求了某些可见性保证。 这意味着在缺乏同步的情况下,从不同的线程角度来看,内存的操作是以不同的次序发生的。 与之相对应地,像 C 和 C++ 这些语言就没有显示的内存模型 —— 但 C 语言程序继承了执行程序处理器的内存模型(尽管一个给定体系结构的编译器可能知道有关底层处理器的内存模型的一些情况,并且保持一致性的一部分责任也落到了该编译器的头上)。 这意味着并发的 C 语言程序可以在一个,而不能在另一个,处理器体系结构上正确地运行。 虽然一开始 JMM 会有些混乱,但这有个很大的好处 —— 根据 JMM 而被正确同步的程序能正确地运行在任何支持 Java 的平台上。

了解了java内存模型有什么好处

了解java内存模型对深入了解jvm有很多好处。

JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为开发者提供内存可见性保证。

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