JVM高级特性与实践(十二):高效并发时的内外存交互.三大特征(原子.可见.有序性) 与 volatile型变量特殊规则 简介: 阿姆达尔定律(Amdahl):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. 摩尔定律(Moore):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. 当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍. Moore 系统中对某一部件采用更快执行方式所能获得的系统性能改进程度,取决于这种

JVM运行时内存结构回顾 在JVM相关的介绍中,有说到JAVA运行时的内存结构,简单回顾下 整体结构如下图所示,大致分为五大块 而对于方法区中的数据,是属于所有线程共享的数据结构 而对于虚拟机栈中数据结构,则是线程独有的,被保存在线程私有的内存空间中,所以这部分数据不涉及线程安全的问题 不管是堆还是栈,他们都是保存在主内存中的 线程堆栈包含正在执行的每个方法的所有局部变量(调用堆栈上的所有方法).线程只能访问它自己的线程堆栈. 由线程创建的局部变量对于创建它的线程以外的所有其他线程是不可见的.

Java高并发--原子性可见性有序性 主要是学习慕课网实战视频<Java并发编程入门与高并发面试>的笔记 原子性:指一个操作不可中断,一个线程一旦开始,直到执行完成都不会被其他线程干扰.换句话说原子性保证了任何时刻只有一个线程在对共享变量进行操作. 可见性:指当一个线程修改了某个共享变量的值,其他线程是否能立即知道这个修改. 有序性:一个线程观察其他线程中的指令,由于指令重排序的存在,该观察结果一般杂乱无序 原子性 AtomicInteger JDK的atomic包下提供了许多"原子

原子性 原子性是指一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程不被中断,要么就不执行. 如向变量x赋值操作 x = 10 是原子性的,就不会出现赋值操作进行到一半(x的低16位赋值成功,高16位没有赋值)而被打断. 原子性的操作若涉及到变量,也意味着在操作过程中该变量不会被其他线程占有. 由java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read.load.use.assign.store和write,大致可认为基本数据类型的读写是具备原子性的(例外是long与double的非原子性协定). 如果

由于CPU.内存.I/O 设备的速度差异,为了合理利用 CPU 的高性能,平衡这三者的速度差异,计算机体系机构.操作系统.编译程序都做出以下处理: 1. CPU 增加了缓存,以均衡与内存的速度差异: 2. 操作系统增加了进程.线程,以分时复用 CPU,进而均衡 CPU 与 I/O 设备的速度差异: 3. 编译程序优化指令执行次序,使得缓存能够得到更加合理地利用.    源头之一:缓存导致的可见性问题   在单核时代,所有的线程都是在一颗 CPU 上执行,CPU 缓存与内存的数据一致性容易解决.因

可见性.原子性和有序性问题:并发编程Bug的源头 核心矛盾:CPU.IO.内存三者之间的速度差异. 为了合理利用 CPU 的高性能,平衡这三者的速度差异,计算机体系结构.操作系统.编译程序都做出了贡献,主要体现为: 1.CPU 增加了缓存,以均衡与内存的速度差异: 2.操作系统增加了进程.线程,以分时复用 CPU,进而均衡 CPU 与 I/O 设备的速度差异: 3.编译程序优化指令执行次序,使得缓存能够得到更加合理地利用. 缓存导致的可见性问题 一个线程对共享变量的修改,另外一个线程能够立刻看到

如果你细心观察的话,你会发现,不管是哪一门编程语言,并发类的知识都是在高级篇里.换句话说,这块知识点其实对于程序员来说,是比较进阶的知识.我自己这么多年学习过来,也确实觉得并发是比较难的,因为它会涉及到很多的底层知识,比如若你对操作系统相关的知识一无所知的话,那去理解一些原理就会费些力气.这是我们整个专栏的第一篇文章,我说这些话的意思是如果你在中 间遇到自己没想通的问题,可以去查阅资料,也可以在评论区找我,以保证你能够跟上学习进度. 你我都知道,编写正确的并发程序是一件极困难的事情,并发程序的

原创声明:本文转载自公众号[胖滚猪学编程]​ 某日,胖滚猪写的代码导致了一个生产bug,奋战到凌晨三点依旧没有解决问题.胖滚熊一看,只用了一个volatile就解决了.并告知胖滚猪,这是并发编程导致的坑.这让胖滚猪坚定了要学好并发编程的决心..于是,开始了我们并发编程的第一课. 序幕 BUG源头之一:可见性 刚刚我们说到,CPU缓存可以提高程序性能,但缓存也是造成BUG源头之一,因为缓存可以导致可见性问题.我们先来看一段代码: private static int count = 0; publ

概念 JMM规范解决了线程安全的问题,主要三个方面:原子性.可见性.有序性,借助于synchronized关键字体现,可以有效地保障线程安全(前提是你正确运用) 之前说过,这三个特性并不一定需要全部同时达到,在有些场景,部分达成也能够做到线程安全. volatile就是这样一个存在,对可见性和有序性进行保障 可见性 volatile字面意思,易变的,不稳定的,在Java中含义也是如此 想要保证可见性,就要保障一个线程对于数据的操作,能够及时的对其他线程可见 volatile会通知底层,指示这个变

一. 产生并发Bug的源头 可见性 缓存导致的可见性问题 原子性 线程切换带来的原子性问题 有序性 编译优化带来的有序性问题 上面讲到了 volatile 与可见性,本章再主要讲下原子性.有序性与Happens-Before规则. 二.线程切换带来的原子性问题 count += 1 这一句高级语言的语句,往往需要多条CPU执令.可以分为3步: 将count值加载到寄存器 在寄存器中对count进行+1操作 将count值写回内存 所以,我们需要在高级语言的层面上,确保一些操作是原子性操作. 三.

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

前言 CPU .内存.I/O设备之间的速度差距十分大,为了提高CPU的利用率并且平衡它们的速度差异.计算机体系结构.操作系统和编译程序都做出了改进: CPU增加了缓存,用于平衡和内存之间的速度差异. 操作系统增加了进程.线程,以时分复用CPU,进而均衡CPU与I/O设备之间的速度差异. 编译程序优化指令执行次序,使得缓存能够得到更加合理地利用. 但是,每一种解决问题的技术出现都不可避免地带来一些其他问题.下面这三个问题也是常见并发程序出现诡异问题的根源. 缓存--可见性问题 线程切换--原子性问

写在前面 上一篇文章并发 Bug 之源有三,请睁大眼睛看清它们 谈到了可见性/原子性/有序性三个问题,这些问题通常违背我们的直觉和思考模式,也就导致了很多并发 Bug 为了解决 CPU,内存,IO 的短板,增加了缓存,但这导致了可见性问题 编译器/处理器擅自优化 ( Java代码在编译后会变成 Java 字节码, 字节码被类加载器加载到 JVM 里, JVM 执行字节码, 最终需要转化为汇编指令在 CPU 上执行) ,导致有序性问题 初衷是好的,但引发了新问题,最有效的办法就禁止缓存和编译优化,

俗话说,自己写的代码,6个月后也是别人的代码……复习!复习!复习!涉及到的知识点总结如下: 为什么学习Java的内存模式 缓存一致性问题 什么是内存模型 JMM(Java Memory Model)简介 volatitle关键字 原子性 可见性 有序性 指令重排 先行发生——happen-before原则 解释执行和编译执行 其他语言(c和c++)也有内存模型么? 为什么需要关注Java内存模型?   之前有一个我实习的同事(已经工作的)反讽我:学(关注)这个有什么用? 我没有回答,我牢记一句话

俗话说,自己写的代码,6个月后也是别人的代码……复习!复习!复习!涉及到的知识点总结如下: 为什么学习Java的内存模式 缓存一致性问题 什么是内存模型 JMM(Java Memory Model)简介 volatitle关键字 原子性 可见性 有序性 指令重排 先行发生——happen-before原则 解释执行和编译执行 其他语言(c和c++)也有内存模型么? 为什么需要关注Java内存模型?   之前有一个我实习的同事(已经工作的)反讽我:学(关注)这个有什么用? 我没有回答,我牢记一句话

JVM内存模型 Sun在2006年将Oracle JDK开源最终形成了Open JDK项目,两者在绝大部分的代码上都保持一致.JVM的内存模型是围绕着原子性(操作有且仅有一个结果).可见性(racing thread读取变量的值永远是最新的)和有序性(指令的执行时有序并且符合happen-before原则的)这三个特性建立的,运行时数据区构成如下: 线程隔离区域:虚拟机栈(Java方法执行时的栈帧,存储本地变量和外部引用),本地方法栈(Native Java方法执行时的栈帧)和程序计数器(保存当

1.JVM内存模型 线程独占:栈,本地方法栈,程序计数器线程共享:堆,方法区 回答以上问题是需回答两个要点:1. 各部分功能2. 是否是线程共享 2.JMM与内存可见性JMM是定义程序中变量的访问规则,线程对于变量的操作只能在自己的工作内存中进行,而不能直接对主内存操作.由于指令重排序,读写的顺序会被打乱,因此JMM需要提供原子性,可见性,有序性保证. 3.类加载与卸载 加载机制-双亲委派模式 双亲委派模式,即加载器加载类时先把请求委托给自己的父类加载器执行,直到顶层的启动类加载器.父类加载器能

JVM介绍 1. JVM的体系架构(内存模型) 绿色的为线程私有,橘色的为线程共有 2. 类加载器 负责将.class文件加载到内存中,并且将该文件中的数据结构转换为方法区中的数据结构,生成一个Class对象 2.1 类加载器分类 自启动类加载器.Bootstrap ClassLoader类加载器.负责加载jdk自带的包. %JAVA_HOME%/lib/rt.jar%即JDK源码 使用C++编写 在程序中直接获取被该加载器加载的类的类加载器会出现null 扩展类加载器.Extension Cl