我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有的内存空间(称为工作内存),如果线程1要向线程2通信,一定会经过类似的流程: 1.…

在多线程编程中,需要处理两个最核心的问题,线程之间如何通信及线程之间如何同步,线程之间通信指的是线程之间通过何种机制交换信息,同步指的是如何控制不同线程之间操作发生的相对顺序.很多读者可能会说这还不简单,java中的同步采用的是锁机制或volatile来完成的,的确,在应用层,java中的同步的确是通过加锁来完成的,但是锁机制是如何实现的呢?这就涉及到java中的内存模型的相关知识.本博客将带领大家了解java内存模型的相关知识. 如果读者觉得本博客写的不错,记得小手一抖,点个赞哦!另外欢迎大家…

JVM学习笔记--内存模型篇 在本系列内容中我们会对JVM做一个系统的学习,本片将会介绍JVM的内存模型部分 我们会分为以下几部分进行介绍: 内存模型 乐观锁与悲观锁 synchronized优化 内存模型 这一小节我们来详细介绍一下内存模型和内存模型的三个特性 内存模型简介 首先我们来简单介绍一下内存模型: 内存模型,全称Java Memory Model,也就是我们常说的JMM JMM中定义了一套在多线程读写共享数据时,对数据的可见性,有序性和原子性的规则和保障 内存模型之原子性 我们将在下…

上一篇我们介绍了JVM的基本运行流程以及内存结构,对JVM有了初步的认识,这篇文章我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有…

上一篇我们介绍了JVM的基本运行流程以及内存结构,对JVM有了初步的认识,这篇文章我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有…

一.内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有的内存空间(称为工作内存),如果线程1要向线程2通信,一定会经过类似的流程: 1. 线程1将自己工作内存中的X更新为1并刷新到主内存中: 2. 线程2从主内存读取变量X=1,更新到自己的工作内…

并发本来就是个有意思的问题,尤其是现在又流行这么一句话:“高帅富加机器,穷矮搓搞优化”. 从这句话可以看到,无论是高帅富还是穷矮搓都需要深入理解并发编程,高帅富加多了机器,需要协调多台机器或者多个CPU对共享资源的访问,因此需要了解并 发,穷矮搓搞优化需要编写各种多线程的代码来压榨CPU的计算资源,让它在同一时刻做更多的事情,这个更需要了解并发. 在我前一篇关于并发的文章http://my.oschina.net/chihz/blog/54731中 提到过管程,管程的特色是在编程语言中对并发的细…

在并发编程中,我们通常会遇到以下三个概念:原子性.可见性和有序性.我们先看具体看一下这三个概念: 1.原子性 操作时不可分割的比如a=0,此操作不可分割,而++a,实际上是a=a+1,为两个操作.想将非原子操作编程原子操作,得用synchronized.lock等修饰volatile修饰的变量不具备原子性. 2.可见性 即当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值. 比如用volatile修饰的变量,线程A修改后立即写入主存,线程B中的变量的缓存行失效…

在高并发模型中,无是面对物理机SMP系统模型,还是面对像JVM的虚拟机多线程并发内存模型,指令重排(编译器.运行时)和内存屏障都是非常重要的概念,因此,搞清楚这些概念和原理很重要.否则,你很难搞清楚哪些操作是在并发先绝对安全的?哪些是相对安全的?哪些并发同步手段性能最低?valotile的二层语义分别是什么?等等. 本来打算自己写一篇有关JVM内存模型的博文,后来整理资料的时候偶然发现一篇很好的相关文章(出自美团点评团队),个人感觉这篇文章写得比较全面,最起码概念层的东西讲清楚了,遂转载给大家.…

在高并发模型中,无是面对物理机SMP系统模型,还是面对像JVM的虚拟机多线程并发内存模型,指令重排(编译器.运行时)和内存屏障都是非常重要的概念,因此,搞清楚这些概念和原理很重要.否则,你很难搞清楚哪些操作是在并发先绝对安全的?哪些是相对安全的?哪些并发同步手段性能最低?valotile的二层语义分别是什么?等等. 本来打算自己写一篇有关JVM内存模型的博文,后来整理资料的时候偶然发现一篇很好的相关文章(出自美团点评团队),个人感觉这篇文章写得比较全面,最起码概念层的东西讲清楚了,遂转载给大家.…

      一.原子性 原子性操作指相应的操作是单一不可分割的操作.例如,对int变量count执行count++d操作就不是原子性操作.因为count++实际上可以分解为3个操作:(1)读取变量count的当前值:(2)拿count的当前值和1做加法运算:(3)将加完后的值赋给count变量. 在多线程环境中,非原子操作可能会受其他线程的干扰.比如,上述例子如果没有对相应的代码进行同步(Synchronization)处理,则可能出现在执行第2个操作的时候,count变量的值已经被其他线程修改…

1.Java HotSpot JVM运行时数据区 Java内存模型即Java Memory Model,简称JMM.JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式.JVM是整个计算机虚拟模型,所以JMM是隶属于JVM的. 如果我们要想深入了解Java并发编程,就要先理解好Java内存模型.Java内存模型定义了多线程之间共享变量的可见性以及如何在需要的时候对共享变量进行同步.原始的Java内存模型效率并不是很理想,因此Java1.5版本对其进行了重构,现在的Java8仍…

在知乎上看到一个问题<java中volatile关键字的疑惑?>,引起了我的兴趣 问题是这样的: package com.cc.test.volatileTest; public class VolatileBarrierExample { private static boolean stop = false; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread thread = new Th…

一.数据依赖性 在学习JVM的指令重排序之前,我们先了解一下什么是数据依赖性: 编译器和处理器在处理具体的指令时,可能会对操作进行重排序来提高执行性能[多条指令并行执行,所以提升性能的同时也可能会导致指令乱序]:而上面3种情况,只要重排序两个操作的执行顺序,程序的执行结果就会被改变. 编译器和处理器在重排序时,会遵守数据依赖性,编译器和处理器不会改变存在数据依赖关系的两个操作的执行顺序. PS:这里所说的数据依赖性仅针对单个处理器中执行的指令序列和单个线程中执行的操作,不同处理器之间和不同线程之…

一.前言 经过前面的学习,我们终于进入了虚拟机最后一部分的学习,内存模型.理解内存模型对我们理解虚拟机.正确使用多线程编程提供很大帮助.下面开始正式学习. 二.Java并发基础 在并发编程中存在两个关键问题①线程之间如何通信 ②线程之间如何同步. 2.1 通信 通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信. 在消息传递的并发模型里,线程之间…

一.happns-before happns-before是学习指令重排序前的一个必须了解的知识点,他的作用主要是就是用来判断代码的执行顺序. 1.定义 happens-before是用来指定两个操作之间的执行顺序.提供跨线程的内存可见性. 在java内存模型中,如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见,那么这两个操作之间必然存在happens-before关系 2.happens-before规则 a.程序顺序规则 单线程中的每个操作,总是前一个操作happens-before于该线程中的任…

在理解volotile关键字的作用之前,先粗略解释下内存可见性与指令重排序. 1. 内存可见性 Java内存模型规定,对于多个线程共享的变量,存储在主内存当中,每个线程都有自己独立的工作内存,并且线程只能访问自己的工作内存,不可以访问其它线程的工作内存.工作内存中保存了主内存中共享变量的副本,线程要操作这些共享变量,只能通过操作工作内存中的副本来实现,操作完毕之后再同步回到主内存当中,其JVM内存模型大致如下图. 而JAVA内存模型规定工作内存与主内存之间的交互协议,其中包括8种原子操作: 1)…

[0]README 0.1)本文部分文字描述转自“深入理解jvm”,旨在学习“java内存模型与线程” 的基础知识:   [1]概述 1)并发处理的广泛应用是使得 Amdahl 定律代替摩尔定律称为计算机性能发展源动力的根本原因: 2)Amdahl 定律:该定律通过系统中并行化与串行化的比重来描述多处理器系统能获得的运算加速能力: 3)摩尔定律:该定律用于描述处理器晶体管数量与运行效率间的发展关系: Conclusion)这两个定律的更替代表了近年来硬件发展从追求处理器频率到追求多核心并行处理的…

一.指令重排序 例子如下: public class Visibility1 { public static boolean ready; public static int number; } public class ReaderThread extends Thread { @Override public void run() { while (!Visibility1.ready){ Thread.yield(); System.out.println(Visibility1.numb…

Java虚拟机规范中定义了Java内存模型(Java Memory Model,JMM)用来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果(“即Java程序的 write once run anywhere”). 在此之前,主流程序语言(如C/C++等)直接使用物理硬件和操作系统的内存模型,因此,会由于不同平台上内存模型的差异,在某些场景就必须针对不同的平台来编写程序. 1.主内存和工作内存 Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问…

原文:多线程之Java内存模型(JMM)(一) 概述 多任务和高并发是衡量一台计算机处理器的能力重要指标之一.一般衡量一个服务器性能的高低好坏,使用每秒事务处理数(Transactions Per Second,TPS)这个指标比较能说明问题,它代表着一秒内服务器平均能响应的请求数,而TPS值与程序的并发能力有着非常密切的关系.在讨论Java内存模型和线程之前,先简单介绍一下硬件的效率与一致性. 硬件的效率与一致性 由于计算机的存储设备与处理器的运算能力之间有几个数量级的差距,所以现代计算机系统…

一.原子性 原子性操作指相应的操作是单一不可分割的操作.例如,对int变量count执行count++d操作就不是原子性操作.因为count++实际上可以分解为3个操作:(1)读取变量count的当前值:(2)拿count的当前值和1做加法运算:(3)将加完后的值赋给count变量. 在多线程环境中,非原子操作可能会受其他线程的干扰.比如,上述例子如果没有对相应的代码进行同步(Synchronization)处理,则可能出现在执行第2个操作的时候,count变量的值已经被其他线程修改过了.当然,…

衡量一个服务性能的高低好坏,每秒事务处理数(Transactions Per Second,TPS)是最重要的指标之一,它代表着一秒内服务端平均能响应的请求总数,而 TPS 值与程序的并发能力又有非常密切的关系. 一.硬件的效率与一致性 由于计算机的存储设备与处理器的运算速度有几个数量级的差距,所以现代计算机系统都不得不加入一层读写速度尽可能接近处理器运算速度的高速缓存(Cache)来作为内存与处理器之间的缓冲:将运算需要使用到的数据复制到缓存中,让运算能快速进行,当运算结束后再从缓存同步回内存…

我们先来看一个反常识的例子. int a=0, b=0; public void method1() { int r2 = a; b = 1; } public void method2() { int r1 = b; a = 2; } 这里我定义了两个共享变量 a 和 b,以及两个方法.第一个方法将局部变量 r2 赋值为 a,然后将共享变量 b 赋值为 1.第二个方法将局部变量 r1 赋值为 b,然后将共享变量 a 赋值为 2.请问(r1,r2)的可能值都有哪些? 在单线程环境下,我们可以先调…

STM32F4编程手册学习2_内存模型 1. 内存映射 MCU将资源映射到一段固定的4GB可寻址内存上,如下图所示. 内存映射将内存分为几块区域,每一块区域都有一个定义的内存类型,一些区域还有一些附加的内存类型. 内存类型有以下几种: Normal 处理器可以为了性能而对访问该区域的任务进行重排序. Device 处理器保证访问该内存的任务与其他访问Device或者Stronly-ordered内存的任务相对顺序不变. Stronly-ordered 处理器保证该访问该内存的任务与所有其他任务保…

java虚拟机规范中试图定义一种java内存模型(JMM)来屏蔽掉各种硬件和操作系统内存访问差异,以实现让java程序在各种平台都能打到一致的内存访问效果.所以java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层实现细节.注意,这里的变量是包括了实例字段,众泰字段,构成数组对象的元素,但不包括局部变量和方法参数,因为后者是线程私有的,不会被共享. 1.主内存和工作内存 JMM规定了所有的变量都存储在主内存中,每条线程还有自己的工作内存…

<深入理解 Java 虚拟机>学习 -- Java 内存模型 1. 区别 这里要和 JVM 内存模型区分开来: JVM 内存模型是指 JVM 内存分区 Java 内存模型(JMM)是指一种虚拟机规范 2. 目的 缓存一致性 在硬件中,为了解决处理器与内存的速度矛盾,在两者之间使用了高速缓存,但也引入了新的问题:缓存一致性. 在多处理器系统中,每个处理器都有自己的高速缓存,而它们又共享同一主内存.当多个处理器的运算任务都涉及同一块主内存区域时,将可能导致各自的缓存数据不一致的情况. 为了解决一致…

今天,我们来学习另一个重要的概念. CPU内存指令重排序(Memory Reordering) 什么叫重排序? 重排序的背景 我们知道现代CPU的主频越来越高,与cache的交互次数也越来越多.当CPU的计算速度远远超过访问cache时,会产生cache wait,过多的cache wait就会造成性能瓶颈. 针对这种情况,多数架构(包括X86)采用了一种将cache分片的解决方案,即将一块cache划分成互不关联地多个 slots (逻辑存储单元,又名 Memory Bank 或 Cache…

volatile 概述 volatile 是 Java 提供的一种轻量级的同步机制.相比于传统的 synchronize,虽然 volatile 能实现的同步性要差一些,但开销更低,因为它不会引起频繁的线程上下文切换和调度. 为了更好的理解 volatile 的作用,首先要了解一下 Java 内存模型与并发编程三要素 Java 内存模型 Java 虚拟机规范中定义了 Java 内存模型(Java Memory Model,JMM),用于屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让 Java 程…

在学习volatile语义的可见性和禁止指令重排序的相关测试中,发现并不能体现出禁止指令重排序的特性 实验代码如下 package com.aaron.beginner.multithread.volatiletest; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * @author * @description 一句话描述该文件的用途 * @date 2017-03-01 */ public class VolatileAndNonVolat…