java內存模型一

網友投稿 583 2025-04-01

Java內存模型一

happens-before

在JMM中，如果一個操作執行的結果需要對另一個操作可見，那么這兩個操作之間必須要存在happens-before關系。這里提到的兩個操作既可以是在一個線程之

內，也可以是在不同線程之間。

java內存模型一

程序順序規則：一個線程中的每個操作，happens-before于該線程中的任意后續操作。

監視器鎖規則：對一個鎖的解鎖，happens-before于隨后對這個鎖的加鎖。

volatile變量規則：對一個volatile域的寫，happens-before于任意后續對這個volatile域的讀。

傳遞性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。

兩個操作之間具有happens-before關系，并不意味著前一個操作必須要在后一個操作之前執行！happens-before僅僅要求前一個操作（執行的結果）對后一個操作

可見，且前一個操作按順序排在第二個操作之前（the first is visible to and ordered before the second）。

重排序

as-if-serial語義的意思是：不管怎么重排序（編譯器和處理器為了提高并行度），（單線程）程序的執行結果不能被改變。編譯器、runtime和處理器都必須遵守as-if-serial語義。

public class ReorderExample { int a = 0; volatile boolean flag = false; public void writer() { a = 2; // 1 } public void reader() { if (flag) { // 3 int i = a * a; // 4 System.out.println(i); } } }

假設有兩個線程A和B，A首先執行writer()方法，隨后B線程接著執行reader()方法。線程B在執行操作4時，能否看到線程A在操作1對共享變量a的寫入呢？

答案是：不一定能看到。

操作1和操作2做了重排序。程序執行時，線程A首先寫標記變量flag，隨后線程B讀這個變量。由于條件判斷為真，線程B將讀取變量a。此時，變量a還沒有被線程A寫入，在這里多線程程序的語義被重排序破壞了！

操作3和操作4存在控制依賴關系。當代碼中存在控制依賴性時，會影響指令序列執行的并行度。為此，編譯器和處理器會采用猜測（Speculation）執行來克服控制相關性對并行度的影響。以處理器的猜測執行為例，執行線程B的處理器可以提前讀取并計算a*a，然后把計算結果臨時保存到一個名為重排序緩沖（Reorder Buffer，ROB）的硬件緩存中。當操作3的條件判斷為真時，就把該計算結果寫入變量i中。

對操作3和4做了重排序。重排序在這里破壞了多線程程序的語義！

在單線程程序中，對存在控制依賴的操作重排序，不會改變執行結果（這也是as-if-serial語義允許對存在控制依賴的操作做重排序的原因）；但在多線程程序中，對存在控制依賴的操作重排序，可能會改變程序的執行結果

Java 任務調度

標簽：Java內存模型