并发编程中,需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的 线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递
共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存中的公共状态 进行隐式通信.消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消 息来显式进行通信
同步是指程序中用于控制不同线程间操作发生相对顺序的机制.在共享内存并发模型 里,同步是显式进行的.程序员必须显式指定某个方法或某段代码需要在线程之间互斥执行.在消息传递的并发模型里,由于消息的发送必须在消息的接收之前,因此同步是隐式进行的
Java的并发采用的是共享内存模型,Java线程之间的通信总是隐式进行,整个通信过程对 程序员完全透明
Java内存模型的抽象结构
Java中,所有实例域、静态域和数组元素都存储在堆内存中,堆内存在线程之间共享. 局部变量(Local Variables),方 法定义参数(Java语言规范称之为Formal Method Parameters)和异常处理器参数(Exception Handler Parameters)不会在线程之间共享,它们不会有内存可见性问题,也不受内存模型的影响
Java线程之间的通信由Java内存模型(JMM)控制,JMM决定一个线程对共享 变量的写入何时对另一个线程可见. JMM定义了线程和主内存之间的抽 象关系:线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中,每个线程都有一个私有的本地 内存(Local Memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的 一个抽象概念,并不真实存在
如果线程A与线程B之间要通信的话,必须要经历下面2个步骤
- 线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去
- 线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量
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Java程序员提供 内存可见性保证
指令重排
执行程序时,为了提高性能,编译器和处理器常常会对指令做重排序.重排序分3种类型
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