Happens-beofre 先行發(fā)生原則（JVM 規(guī)范）

如果JMM中所有的有序性都只靠volatile和synchronized，那么有一些操作將會變得很繁瑣，但我們在編寫Java并發(fā)代碼時并沒有感到這一點(diǎn)，這是因?yàn)镴ava語言中有一個先行發(fā)生(Happen-Before)原則

這個原則非常重要，它是判斷數(shù)據(jù)是否存在競爭，線程是否安全的主要依賴。

先行發(fā)生原則

指的是JMM中定義的兩項(xiàng)操作之間的依序關(guān)系

happens- before關(guān)系 主要用于強(qiáng)調(diào)兩個有沖突的動作之間的順序，以及定義數(shù)據(jù)爭用的發(fā)生時機(jī)

如果說操作A先行發(fā)生于操作B，就是在說發(fā)生B前，A產(chǎn)生的影響能被B觀察到，“影響”包含了修改內(nèi)存中共享變量的值、發(fā)送了消息、調(diào)用了方法等。意味著什么呢？如下例：

//線程A中執(zhí)行 i = 1; //線程B中執(zhí)行 j = i; //線程C中執(zhí)行 i = 2;

1

2

3

4

5

6

7

8

下面是JMM下一些”天然的“先行發(fā)生關(guān)系，無須任何同步器協(xié)助就已經(jīng)存在，可以在編碼中直接使用

如果兩個操作之間的關(guān)系不在此列，并且無法從下列規(guī)則推導(dǎo)出來的話，它們就沒有順序性保障，虛擬機(jī)可以對它們進(jìn)行隨意地重排序

具體的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)，有必要確保以下

八大原則

程序次序規(guī)則(Pragram Order Rule)

在一個線程內(nèi)，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作。準(zhǔn)確地說應(yīng)該是控制流順序而不是程序代碼順序，因?yàn)橐紤]分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)。

對象鎖(監(jiān)視器鎖)法則(Monitor Lock Rule )

某個 管程(也叫做對象鎖,監(jiān)視器鎖) 上的unlock動作happens-before同一個管程上后續(xù)的lock動作 。這里必須強(qiáng)調(diào)的是同一個鎖，而”后面“是指時間上的先后。

volatile變量規(guī)則(Volatile Variable Rule)

對某個volatile字段的寫操作happens- before每個后續(xù)對該volatile字段的讀操作，這里的”后面“同樣指時間上的先后順序。

線程啟動規(guī)則(Thread Start Rule)

在某個線程對象 上調(diào)用start()方法happens- before該啟動了的線程中的任意動作

線程終止規(guī)則(Thread Termination Rule)

某線程中的所有操作都先行發(fā)生于對此線程的終止檢測，我們可以通過Thread.join()方法結(jié)束(任意其它線程成功從該線程對象上的join()中返回)，Thread.isAlive()的返回值等作段檢測到線程已經(jīng)終止執(zhí)行。

線程中斷規(guī)則(Thread Interruption Rule)

對線程interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發(fā)生，可以通過Thread.interrupted()方法檢測是否有中斷發(fā)生

對象終結(jié)規(guī)則(Finalizer Rule)

一個對象初始化完成(構(gòu)造方法執(zhí)行完成)先行發(fā)生于它的finalize()方法的開始

傳遞性(Transitivity)

如果操作A先行發(fā)生于操作B，操作B先行發(fā)生于操作C，那就可以得出操作A先行發(fā)生于操作C的結(jié)論

一個操作”時間上的先發(fā)生“不代表這個操作會是”先行發(fā)生“，那如果一個操作”先行發(fā)生“是否就能推導(dǎo)出這個操作必定是”時間上的先發(fā)生“呢？也是不成立的，一個典型的例子就是指令重排序

所以時間上的先后順序與先行發(fā)生原則之間基本沒有什么關(guān)系，所以衡量并發(fā)安全問題一切必須以先行發(fā)生原則為準(zhǔn)。

上面八條是原生Java滿足Happens-before關(guān)系的規(guī)則，但是我們可以對他們進(jìn)行推導(dǎo)出

其他滿足happens-before的案例

將一個元素放入一個線程安全的隊(duì)列的操作Happens-Before從隊(duì)列中取出這個元素的操作

將一個元素放入一個線程安全容器的操作Happens-Before從容器中取出這個元素的操作

在CountDownLatch上的倒數(shù)操作Happens-Before CountDownLatch#await()操作

Semaphore：release許可的操作Happens-Before acquire許可 的操作

CyclicBarrier：線程中調(diào)用 await() 之前的操作 happen-before 那些是屏障操作的一部份的操作，后者依次 happen-before 緊跟在從另一個線程中對應(yīng) await() 成功返回的操作。

Future表示的任務(wù)的所有操作Happens-Before Future#get()操作

向Executor提交一個Runnable或Callable的操作Happens-Before任務(wù)開始執(zhí)行操作

Java JVM 任務(wù)調(diào)度

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