前言 楼主这个标题其实有一种作死的味道,为什么呢,这三个东西其实可以分开为三篇文章来写,但是,楼主认为这三个东西又都是高度相关的,应当在一个知识点中.在一次学习中去理解这些东西.才能更好的理解 Java 内存模型和 volatile 关键字还有 HB 原则. 楼主今天就尝试着在一篇文章中讲述这三个问题,最后总结. 讲并发知识前必须复习的硬件知识. Java 内存模型到底是什么玩意? Java 内存模型定义了哪些东西? Java内存模型引出的 Happen-Before 原则是什么? Happen…

在介绍Java内存模型之前,先来了解一下为什么要有内存模型,以及内存模型是什么.然后我们基于对内存模型的了解,学习Java内存模型以及并发编程的三大特性. 为什么要有内存模型 在计算机中,所有的运算操作都是由CPU的寄存器来完成的,CPU指令的执行需要涉及到数据的读写操作,而CPU只能访问主存中的数据.随着技术的发展,CPU的执行速度越来越快,而内存的访问速度没有太大的变化,导致CU每次操作主存都要等待很长的时间.于是就有了在CPU与主存之间添加缓存的设计. 内存模型:CPU Cache模型 目…

一.图例 0.两个概念 Heap(堆):运行时的数据区,由垃圾回收负责,运行时分配内存(所以慢),对象存放在堆上 如果两个线程,同时调用同一个变量,怎两个线程都拥有,该对象的私有拷贝 (可以看一下,ThreadLocal:   引用注明出处,https://www.cnblogs.com/xiaonantianmen/p/9151481.html) Stack(栈):存放一些引用变量 二.多cpu情况 0.JVM与物理内存之间的通信. 2.线程之间的通信必须通过主内存(此处则是要考虑synchr…

<深入了解java虚拟机>高效并发读书笔记--Java内存模型,线程,线程安全 与锁优化 本文主要参考<深入了解java虚拟机>高效并发章节 关于锁升级,偏向锁,轻量级锁参考<Java并发编程的艺术> 关于线程安全和线程安全的程度参考了<Java并发编程实战> 图片参考https://www.processon.com/u/5dee0443e4b093b9f775065c#pc 一丶Java内存模型 1.概述 多任务处理已经是操作系统的必备技能,计算机被要求…

本文主要是学习Java内存模型的笔记以及加上自己的一些案例分享,如有错误之处请指出. 一 Java内存模型的基础 1.并发编程模型的两个问题 在并发编程中,需要了解并会处理这两个关键问题: 1.1.线程之间如何通信? 通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. a) 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信.(重点) b) 在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送…

Java内存模型JMM java内存模型定义 上一遍文章我们讲到了CPU缓存一致性以及内存屏障问题.那么Java作为一个跨平台的语言,它的实现要面对不同的底层硬件系统,设计一个中间层模型来屏蔽底层的硬件差异,给上层的开发者一个一致的使用接口.Java内存模型就是这样一个中间层的模型,它为程序员屏蔽了底层的硬件实现细节,支持大部分的主流硬件平台. java内存模型(Java Memory Mode):java内存模型是java虚拟机内存如何与计算机内存(RAM)一起工作.java虚拟机是是整个计算…

个人理解: 1.并发编程分为三个核心:分工.同步.互斥 2.CPU.内存.I/O存在速度差异问题. 3.线程切换导致原子性问题.编译优化导致有序性问题.缓存导致可见性问题. 4.Java内存模型规范了JVM如何提供按需禁用缓存和编译优化的方法.这些方法包括:volatile.synchronized和final是三个关键字以及六项Happen-Before原则. 5.volatile:禁用CPU缓存,直接从内存中读取数据. 6.happen-before:前面一个操作的结果对于后续的操作是可见的…

Java内存模型 1 基本概念 程序:代码,完成某一个任务的代码序列(静态概念) 进程:程序在某些数据上的一次运行(动态) 线程:一个进程有一个或多个线程组成(占有资源的独立单元) 2 JVM与线程 jvm启动时期 类被调用: JVM线程启动--> 启动其他线程(main) 3 jvm内存区域(运行时数据区) Java虚拟机会在程序运行时将内存自动划分为以上几个区域,每个区域都有其作用及创建和销毁时机. 方法区:(共享区域)存储已被加载的类信息.常量.静态变量(static).即时编译器编译后的…

前言 解决并发编程中的可见性和有序性问题最直接的方法就是禁用CPU缓存和编译器的优化.但是,禁用这两者又会影响程序性能.于是我们要做的是按需禁用CPU缓存和编译器的优化. 如何按需禁用CPU缓存和编译器的优化就需要提到Java内存模型.Java内存模型是一个复杂的规范.其中最为重要的便是Happens-Before规则.下面我们先介绍如何利用Happens-Before规则解决可见性和有序性问题,然后我们再扩展简单介绍下Java内存模型以及我们前篇文章提到的重排序概念. volatile 在前一…

简介 Java内存模型英文叫做(Java Memory Model),简称为JMM.Java虚拟机规范试图定义一种Java内存模型来屏蔽掉各种硬件和系统的内存访问差异,实现平台无关性. CPU和缓存一致性 讲JMM之前,我们应该先了解下CPU和缓存一致性的问题.计算机在执行程序的时候,每条指令都是在CPU中执行的,而执行的时候,又要和数据打交道.而计算机上面的数据,是存放在内存当中的.随着CPU的高速发展,从内存中读取和写入数据的过程和CPU的执行速度比起来差距就会越来越大,这导致了CPU不能满…

一.Java内存模型(jmm) 线程通信 消息传递 重排序 顺序一致性 Happens-Before As-If-Serial…

如果要了解Java内存模型,就得对多线程的三大特性有初步的了解. 1.原子性:独一无二.一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行.比如i = i+1:其中就包括,读取i的值,计算i,写入i.这行代码在Java中是不具备原子性的,则多线程运行肯定会出问题,所以也需要我们使用同步和lock这些东西来确保这个特性了.原子性其实就是保证数据一致.线程安全. 2.可见性:当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够"立即"看得到修…

一.重入锁 锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized(重量级) 和 ReentrantLock(轻量级)等等 ) .这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利. 重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响. 在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized 都是 可重入锁 synchronized: public class Test implements Ru…

1. I/O模型介绍 1.1 I/O模型基础 更好的理解I/O模型,需要先回顾:同步.异步.阻塞.非阻塞 同步:执行完代码后,原地等待,直至出现结果 异步:执行完代码后,不等待,继续执行其他事务(常与回调机制关联) 阻塞:cpu在遇到I/O操作,进入阻塞状态,cpu切换到其他任务 非阻塞:不会遇到I/O操作,cpu一直处于计算状态 注:同步不等于阻塞 I/O模型总计有五种,其中信号驱动I/O,在实际中并不常用,主要还是学习另外四种I/O模型 阻塞I/O模型(blocking IO) 非阻塞I/O…

前言 今天我们继续学习并发.在之前我们学习了 JMM 的知识,知道了在并发编程中,为了保证线程的安全性,需要保证线程的原子性,可见性,有序性.其中,synchronized 高频出现,因为他既保证了原子性,也保证了可见性和有序性.为什么,因为 synchronized 是锁.通过锁,可以让原本并行的任务变成串行.然而如你所见,这也导致了严重的性能受损.因此,不到万不得已,不要使用锁,特别是吞吐量要求特别高的 WEB 服务器.如果锁住,性能将呈几何级下降. 但我们仍然需要锁,在某些操作共享变量的时…

1.I/O模型介绍 同步(synchronous) IO和异步(asynchronous) IO,阻塞(blocking) IO和非阻塞(non-blocking)IO分别是什么,到底有什么区别?这个问题其实不同的人给出的答案都可能不同,比如wiki,就认为asynchronous IO和non-blocking IO是一个东西.这其实是因为不同的人的知识背景不同,并且在讨论这个问题的时候上下文(context)也不相同.所以,为了更好的回答这个问题,我先限定一下本文的上下文. 本文讨论的背景是…

一,Condition 一个场景,两个线程数数,同时启动两个线程,线程A数1.2.3,然后线程B数4.5.6,最后线程A数7.8.9,程序结束,这涉及到线程之间的通信. public class ConditionTest { static class NumberWrapper { public int value = 1; } public static void main(String[] args) { //初始化可重入锁 final Lock lock = new ReentrantL…

原文:多线程之Java内存模型(JMM)(一) 概述 多任务和高并发是衡量一台计算机处理器的能力重要指标之一.一般衡量一个服务器性能的高低好坏,使用每秒事务处理数(Transactions Per Second,TPS)这个指标比较能说明问题,它代表着一秒内服务器平均能响应的请求数,而TPS值与程序的并发能力有着非常密切的关系.在讨论Java内存模型和线程之前,先简单介绍一下硬件的效率与一致性. 硬件的效率与一致性 由于计算机的存储设备与处理器的运算能力之间有几个数量级的差距,所以现代计算机系统…

What is a memory model, anyway? In multiprocessorsystems, processors generally have one or more layers of memory cache, whichimproves performance both by speeding access to data (because the data iscloser to the processor) and reducing traffic on the…

https://www.cnblogs.com/yuanfy008/p/9349275.html 来自 Java并发编程(1)-Java内存模型…

Java内存模型(JMM):描述了java程序中各种变量(线程共享变量)的范根规则,以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节.共享变量就是指一个线程中的变量在其他线程中也是可见的. 什么是内存模型? 在多核系统中,处理器一般有一层或者多层的缓存,这些的缓存通过加速数据访问(因为数据距离处理器更近)和降低共享内存在总线上的通讯(因为本地缓存能够满足许多内存操作)来提高CPU性能.缓存能够大大提升性能,但是它们也带来了许多挑战.例如,当两个CPU同时检查相同的内存地址时会发生…

前言 Condition 是 Lock 的伴侣,至于如何使用,我们之前也写了一些文章来说,例如 使用 ReentrantLock 和 Condition 实现一个阻塞队列,并发编程之 Java 三把锁, 在这两篇文章中,我们都详细介绍了他们的使用.今天我们就来深入看看源码实现. 构造方法 Condition 接口有 2 个实现类,一个是 AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject,还有一个是 AbstractQueuedLongSynchronizer.…

原文:http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/jsr-133-faq.html 第一章 译者:方腾飞 在多核系统中,处理器一般有一层或者多层的缓存,这些的缓存通过加速数据访问(因为数据距离处理器更近)和降低共享内存在总线上的通讯(因为本地缓存能够满足许多内存操作)来提高CPU性能.缓存能够大大提升性能,但是它们也带来了许多挑战.例如,当两个CPU同时检查相同的内存地址时会发生什么?在什么样的条件下它们会看到相同的值? 在处理器层面上,内存模型定义…

深入理解Java内存模型JMM与volatile关键字 多核并发缓存架构 Java内存模型 Java线程内存模型跟CPU缓存模型类似,是基于CPU缓存模型来建立的,Java线程内存模型是标准化的,屏蔽掉了底层不同计算机的区别. 例子 编写代码来分析 public class VolatileVisibilityTest { private static boolean initFlag = false; public static void main(String[] args) throws…

一.通过程序看现象 在开始为大家讲解Java 多线程缓存模型之前,我们先看下面的这一段代码.这段代码的逻辑很简单:主线程启动了两个子线程,一个线程1.一个线程2.线程1先执行,sleep睡眠2秒钟之后线程2执行.两个线程使用到了一个共享变量shareFlag,初始值为false.如果shareFlag一直等于false,线程1将一直处于死循环状态,所以我们在线程2中将shareFlag设置为true. public class VolatileTest { public static boole…

一.final域的重排序规则 对于final域,编译器和处理器要遵循两个重拍序规则: 1.在构造函数内对一个final域的写入,与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序. 2.初次读一个包含final域的对象的应用,与随后初次读这个final域,这两个操作之间不能重排序 下面通过一个示例来分别说明这两个规则: public class FinalTest { int i;//普通变量 final int j; static FinalTest obj; publi…

内存模型 在计算机CPU,内存,IO三者之间速度差异,为了提高系统性能,对这三者速度进行平衡. CPU 增加了缓存,以均衡与内存的速度差异: 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: 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. 以上三种系统优化,对于硬件的效率有了显著的提升,但是他们同时也带来了可见性,原子性以及顺序性等问题.基于Cpu高速缓存的存储交互很好得解决了CPU和内存得速度矛盾,但是也提高了计算机系统得复杂度,引入了新…

本文转载自互联网,侵删   一:JMM基础与happens-before 并发编程模型的分类 在并发编程中,我们需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信.在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信…

Java并发编程之CAS二源码追根溯源 在上一篇文章中,我们知道了什么是CAS以及CAS的执行流程,在本篇文章中,我们将跟着源码一步一步的查看CAS最底层实现原理. 本篇是<凯哥(凯哥Java:kagejava)并发编程学习>系列之<CAS系列>教程的第二篇:从源码追根溯源查看CAS最底层是怎么实现的. 本文主要内容:CAS追根溯源,彻底找到CAS的根在哪里. 一:查看AtomicInteger.compareAndSet源码 通过上一篇文章学习,我们知道了AtomicIntege…

摘录 1. 计算机在执行程序时,每条指令都是在CPU中执行的,而执行指令过程中,势必涉及到数据的读取和写入.由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存(物理内存)当中的,这时就存在一个问题,由于CPU执行速度很快,而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多,因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行,会大大降低指令执行的速度.因此在CPU里面就有了高速缓存.也就是,当程序在运行过程中,会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中,那么CPU进行…