JUC（8）JMM

文章目录

• 1、JMM
• 2、volatile
• 3、单例模式

1、JMM

Volatile是java虚拟机提供轻量级的同步机制

• 1、保证可见性
• 2、不保证原子性
• 3、禁止指令重排

什么是JMM
java内存模型，不存在的东西，概念、约定

• 1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存（线程将主存中的变量复制一份到线程中）
• 2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中
• 3、加锁和读锁是同一把锁

两个线程同时执行，假如一个线程修改变量、另外一个线程没有及时得到，就会出错。

内存交互操作
　　内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

• lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
• unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
• read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
• load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
• u- se （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
• assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
• store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
• write 　（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

• 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
• 不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
  不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
• 一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
• 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
• 如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
• 如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
• 对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

举例子

package com.jmm;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {
    private static int num = 0;
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{//线程1对主内存的变化不知道的
            while (num == 0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num =1;
        System.out.println(num);

    }
}

测试结果

2、volatile

保证可见性

 private volatile static int num = 0;

测试结果：程序立刻停止

不保证原子性

package com.jmm;

/**
 * 不保证原子性
 */
public class VolatileDemo {
    private volatile static int num = 0;

    public static void add(){
        num ++;
    }
    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 200; i++) {

            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }

            }).start();

        }

        while(Thread.activeCount() > 2){
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" " +num);

    }
}

测试结果

如果不加lock和synchronized，怎样保证原子性
使用原子类



测试结果

指令重排
什么是指令重排：你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的

volatile可以避免指令重排

volatile是可以保持可见性，不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象

3、单例模式

饿汉式

package com.single;

/**
 * 饿汉式单例
 */
public class HungrySingle {

    private HungrySingle(){}

    private final static HungrySingle HUNGRY_SINGLE = new HungrySingle();

    public static HungrySingle getInstance(){
        return HUNGRY_SINGLE;
    }
}

懒汉式

package com.single;

/**
 * 懒汉式单例
 */
public class LazySingle {

    private LazySingle(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
    }

    private volatile  static LazySingle lazySingle;

    /**
     *双重检测锁模式的  懒汉式单例 DCL懒汉式
     */
    public  static LazySingle getInstance(){
        if(lazySingle == null){
            synchronized (LazySingle.class){
                if(lazySingle == null){
                    lazySingle = new LazySingle();
                    /**
                     * 1、分配内存空间
                     * 2、执行构造方法，初始化对象
                     * 3、把这个对象指向这个空间
                     */
                }
            }
        }

        return lazySingle;
    }

    //多线程并发
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                getInstance();
            }).start();

        }
    }
}