【编程底层思考】详解Java内存模型(JMM)原理及其作用

2024-09-05 10:28

本文主要是介绍【编程底层思考】详解Java内存模型(JMM)原理及其作用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Java内存模型(Java Memory Model, JMM)是Java虚拟机(JVM)的一个核心概念,它定义了Java程序中各种变量(线程共享变量)的访问规则,以及在并发环境下,为了确保数据的可见性、原子性和有序性,线程之间如何协作。

作用

  1. 确保数据的可见性:在多线程环境中,一个线程修改了共享变量的值,其他线程能够看到这个修改。
  2. 保证数据的原子性:复合操作(例如自增操作 i++)在多线程环境中被视为一个不可分割的步骤。
  3. 维护指令的有序性:在单线程程序中,代码的执行顺序是按照编写的顺序执行的,但在多线程环境中,为了提高性能,编译器和处理器可能会对指令进行重排序。
  4. 线程之间的协作:通过同步机制(如synchronized和volatile),线程可以协调对共享资源的访问。

原理

  1. 主内存与工作内存:JMM规定所有线程共享变量的值都存储在主内存中,每个线程有自己的工作内存,存储了该线程使用的变量的拷贝。线程对共享变量的所有操作都发生在工作内存中,然后同步回主内存。
  2. 内存屏障(Memory Barrier):为了保证操作的原子性,JMM提供了内存屏障机制。内存屏障会阻止屏障之前的所有操作在屏障之后的任何操作被执行,确保操作的顺序性。
  3. happens-before关系:JMM使用happens-before的概念来指定两个操作之间的顺序关系。如果一个操作happens-before另一个操作,那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见。
  4. volatile关键字:使用volatile关键字声明的变量可以保证每次访问都是从主内存中读取,保证了变量的可见性。同时,volatile变量的写操作也具有内存屏障的效果,防止指令重排序。
  5. 锁机制:synchronized关键字和Lock接口提供了锁机制,确保同一时刻只有一个线程可以执行特定代码段,从而保证原子性和可见性。
  6. final字段:被声明为final的字段,一旦被初始化赋值后,在其他线程中就能看到这个值,不需要特别的同步措施。
  7. 原子类:Java提供了一组原子类(如AtomicInteger和AtomicReference),它们利用CAS(Compare-And-Swap)操作来保证操作的原子性。
  8. 有序性:为了禁止编译器和处理器对代码进行重排序,Java提供了@ Order注解,以及在代码中使用volatile和锁机制来保证执行的顺序性。

总结

JMM是Java并发编程的基石,它定义了多线程程序中共享变量的读写规则,确保了在并发环境下,程序的行为是可预测和一致的。通过理解JMM,开发者可以更好地编写出正确、高效的并发程序。

这篇关于【编程底层思考】详解Java内存模型(JMM)原理及其作用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1138701

相关文章

springboot security快速使用示例详解

《springbootsecurity快速使用示例详解》:本文主要介绍springbootsecurity快速使用示例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝... 目录创www.chinasem.cn建spring boot项目生成脚手架配置依赖接口示例代码项目结构启用s

java之Objects.nonNull用法代码解读

《java之Objects.nonNull用法代码解读》:本文主要介绍java之Objects.nonNull用法代码,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐... 目录Java之Objects.nonwww.chinasem.cnNull用法代码Objects.nonN

Python如何使用__slots__实现节省内存和性能优化

《Python如何使用__slots__实现节省内存和性能优化》你有想过,一个小小的__slots__能让你的Python类内存消耗直接减半吗,没错,今天咱们要聊的就是这个让人眼前一亮的技巧,感兴趣的... 目录背景:内存吃得满满的类__slots__:你的内存管理小助手举个大概的例子:看看效果如何?1.

springboot security之前后端分离配置方式

《springbootsecurity之前后端分离配置方式》:本文主要介绍springbootsecurity之前后端分离配置方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的... 目录前言自定义配置认证失败自定义处理登录相关接口匿名访问前置文章总结前言spring boot secu

Python中随机休眠技术原理与应用详解

《Python中随机休眠技术原理与应用详解》在编程中,让程序暂停执行特定时间是常见需求,当需要引入不确定性时,随机休眠就成为关键技巧,下面我们就来看看Python中随机休眠技术的具体实现与应用吧... 目录引言一、实现原理与基础方法1.1 核心函数解析1.2 基础实现模板1.3 整数版实现二、典型应用场景2

一文详解SpringBoot响应压缩功能的配置与优化

《一文详解SpringBoot响应压缩功能的配置与优化》SpringBoot的响应压缩功能基于智能协商机制,需同时满足很多条件,本文主要为大家详细介绍了SpringBoot响应压缩功能的配置与优化,需... 目录一、核心工作机制1.1 自动协商触发条件1.2 压缩处理流程二、配置方案详解2.1 基础YAML

Python实现无痛修改第三方库源码的方法详解

《Python实现无痛修改第三方库源码的方法详解》很多时候,我们下载的第三方库是不会有需求不满足的情况,但也有极少的情况,第三方库没有兼顾到需求,本文将介绍几个修改源码的操作,大家可以根据需求进行选择... 目录需求不符合模拟示例 1. 修改源文件2. 继承修改3. 猴子补丁4. 追踪局部变量需求不符合很

java中使用POI生成Excel并导出过程

《java中使用POI生成Excel并导出过程》:本文主要介绍java中使用POI生成Excel并导出过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录需求说明及实现方式需求完成通用代码版本1版本2结果展示type参数为atype参数为b总结注:本文章中代码均为

springboot简单集成Security配置的教程

《springboot简单集成Security配置的教程》:本文主要介绍springboot简单集成Security配置的教程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录集成Security安全框架引入依赖编写配置类WebSecurityConfig(自定义资源权限规则

Java的IO模型、Netty原理解析

《Java的IO模型、Netty原理解析》Java的I/O是以流的方式进行数据输入输出的,Java的类库涉及很多领域的IO内容:标准的输入输出,文件的操作、网络上的数据传输流、字符串流、对象流等,这篇... 目录1.什么是IO2.同步与异步、阻塞与非阻塞3.三种IO模型BIO(blocking I/O)NI