前面已经介绍硬件平台Cache Coherence问题和解决办法,下面来看看Java虚拟机平台的相关知识.硬件平台处理器,高速缓存,主存之间的交互关系如下: Java内存模型(JMM)        Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型(Java Memory Model, JMM)来屏蔽掉底层各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果. 主内存和工作内存       Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟…

pipeline: 现在的CPU一般采用流水线方式来执行指令.一个指令执行周期被分成:取值,译码,执行,访存,写会,更新PC若干阶段.然后,多条指令可以同时存在于流水线中,同时被执行,来提高系统的吞吐量. 流水线并不是串行的,并不会因为一个耗时很长的执行在"执行"阶段呆很长时间,而导致后续的指令被卡在"执行"阶段之前上.相反,流水线是并行的,多条指令可以同时处于同一阶段,只要CPU内部的处理部件未被占满既可.比如说CPU有一个加法器和一个除法器,那么一条加法指令和一…

缓存(Cache)       CPU的读/写(以及取指令)单元正常情况下甚至都不能直接访问内存——这是物理结构决定的:CPU都没有管脚直接连到内存.相反,CPU和一级缓存(L1 Cache)通讯,而一级缓存才能和内存通讯.大约二十年前,一级缓存可以直接和内存传输数据.如今,更多级别的缓存加入到设计中,一级缓存已经不能直接和内存通讯了,它和二级缓存通讯——而二级缓存才能和内存通讯.或者还可能有三级缓存.   缓存是分“行”(cache line)的,一个行对应一块存储空间,大小是32.64或12…

volatile 概述 volatile 是 Java 提供的一种轻量级的同步机制.相比于传统的 synchronize,虽然 volatile 能实现的同步性要差一些,但开销更低,因为它不会引起频繁的线程上下文切换和调度. 为了更好的理解 volatile 的作用,首先要了解一下 Java 内存模型与并发编程三要素 Java 内存模型 Java 虚拟机规范中定义了 Java 内存模型(Java Memory Model,JMM),用于屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让 Java 程…

一.不得不提的volatile volatile是个很老的关键字,几乎伴随着JDK的诞生而诞生,我们都知道这个关键字,但又不太清楚什么时候会使用它:我们在JDK及开源框架中随处可见这个关键字,但并发专家又往往建议我们远离它.比如Thread这个很基础的类,其中很重要的线程状态字段,就是用volatile来修饰,见代码 /* Java thread status for tools, * initialized to indicate thread 'not yet started' */   p…

一.不得不提的volatile volatile是个很老的关键字,几乎伴随着JDK的诞生而诞生,我们都知道这个关键字,但又不太清楚什么时候会使用它:我们在JDK及开源框架中随处可见这个关键字,但并发专家又往往建议我们远离它.比如Thread这个很基础的类,其中很重要的线程状态字段,就是用volatile来修饰,见代码 /* Java thread status for tools, * initialized to indicate thread 'not yet started' */   p…

指令重排序 对主存的一次访问一般花费硬件的数百次时钟周期.处理器通过缓存(caching)能够从数量级上降低内存延迟的成本这些缓存为了性能重新排列待定内存操作的顺序.也就是说,程序的读写操作不一定会按照它要求处理器的顺序执行. 重排序的背景 我们知道现代CPU的主频越来越高,与cache的交互次数也越来越多.当CPU的计算速度远远超过访问cache时,会产生cache wait,过多的cache  wait就会造成性能瓶颈.针对这种情况,多数架构(包括X86)采用了一种将cache分片的解决方案…

前面大致提到了JDK中的一些个原子类,也提到原子类是并发的基础,更提到所谓的线程安全,其实这些类或者并发包中的这么一些类,都是为了保证系统在运行时是线程安全的,那到底怎么样才算是线程安全呢? Java并发与实践一书中提出,当多个线程同时访问一个类的时候,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替运行,并且不需要做额外的同步以及在调用代码时不需要做其他的协调,这个类的运行仍然是正确的,那么这个类是线程安全的. 很显然只有资源竞争时才会出现线程不安全,而无状态的类将永远是线程安全的.因此我们再做…

转: http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/03/325168.html 在这个小结里面重点讨论原子操作的原理和设计思想. 由于在下一个章节中会谈到锁机制,因此此小节中会适当引入锁的概念. 在Java Concurrency in Practice中是这样定义线程安全的: 当多个线程访问一个类时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替运行,并且不需要额外的同步及在调用方代码不必做其他的协调,这个类的行为仍然是正确的,那么这个类就是线程安…

上一篇我们介绍了JVM的基本运行流程以及内存结构,对JVM有了初步的认识,这篇文章我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有…

在多线程编程中,需要处理两个最核心的问题,线程之间如何通信及线程之间如何同步,线程之间通信指的是线程之间通过何种机制交换信息,同步指的是如何控制不同线程之间操作发生的相对顺序.很多读者可能会说这还不简单,java中的同步采用的是锁机制或volatile来完成的,的确,在应用层,java中的同步的确是通过加锁来完成的,但是锁机制是如何实现的呢?这就涉及到java中的内存模型的相关知识.本博客将带领大家了解java内存模型的相关知识. 如果读者觉得本博客写的不错,记得小手一抖,点个赞哦!另外欢迎大家…

我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有的内存空间(称为工作内存),如果线程1要向线程2通信,一定会经过类似的流程: 1.…

上一篇我们介绍了JVM的基本运行流程以及内存结构,对JVM有了初步的认识,这篇文章我们将根据JVM的内存模型探索java当中变量的可见性以及不同的java指令在并发时可能发生的指令重排序的情况. 内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有…

微信公众号[程序员江湖] 作者黄小斜,斜杠青年,某985硕士,阿里 Java 研发工程师,于 2018 年秋招拿到 BAT 头条.网易.滴滴等 8 个大厂 offer,目前致力于分享这几年的学习经验.求职心得和成长感悟,以及作为程序员的思考和见解.(关注公众号后回复”资料“即可领取 3T 免费技术学习资源) ​ 一.不得不提的volatile volatile是个很老的关键字,几乎伴随着JDK的诞生而诞生,我们都知道这个关键字,但又不太清楚什么时候会使用它:我们在JDK及开源框架中随处可见这个关…

一.内存模型 首先我们思考一下一个java线程要向另外一个线程进行通信,应该怎么做,我们再把需求明确一点,一个java线程对一个变量的更新怎么通知到另外一个线程呢?我们知道java当中的实例对象.数组元素都放在java堆中,java堆是线程共享的.(我们这里把java堆称为主内存),而每一个线程都是自己私有的内存空间(称为工作内存),如果线程1要向线程2通信,一定会经过类似的流程: 1. 线程1将自己工作内存中的X更新为1并刷新到主内存中: 2. 线程2从主内存读取变量X=1,更新到自己的工作内…

在这个小结里面重点讨论原子操作的原理和设计思想. 由于在下一个章节中会谈到锁机制,因此此小节中会适当引入锁的概念. 在Java Concurrency in Practice中是这样定义线程安全的: 当多个线程访问一个类时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替运行,并且不需要额外的同步及在调用方代码不必做其他的协调,这个类的行为仍然是正确的,那么这个类就是线程安全的. 显然只有资源竞争时才会导致线程不安全,因此无状态对象永远是线程安全的. 原子操作的描述是: 多个线程执行一个操作时,其…

本文是作者原创,版权归作者所有.若要转载,请注明出处.本文只贴我觉得比较重要的源码 指令重排序 Java语言规范JVM线程内部维持顺序化语义,即只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等,那么指令的执行顺序可以与代码逻辑顺序不一致,这个过程就叫做指令的重排序.     指令重排序的意义:使指令更加符合CPU的执行特性,最大限度的发挥机器的性能,提高程序的执行效率. 看个demo public static void main(String[] args) throws InterruptedEx…

笔者认为看完一本书或刚要了解完一个知识点  最好自己先运行一些DEMO 自己尝试着去了解下各种意思  这样知识点最终一定是你的.靠死记硬背的讨论或简单的粗暴的看下资料 脑子里肯定还是一团浆糊. p.p1 { margin: 0; font: 11px Monaco } p.p2 { margin: 0; font: 11px Monaco; min-height: 15px } p.p3 { margin: 0; font: 11px Monaco; color: rgba(78, 144, 1…

并发本来就是个有意思的问题,尤其是现在又流行这么一句话:“高帅富加机器,穷矮搓搞优化”. 从这句话可以看到,无论是高帅富还是穷矮搓都需要深入理解并发编程,高帅富加多了机器,需要协调多台机器或者多个CPU对共享资源的访问,因此需要了解并 发,穷矮搓搞优化需要编写各种多线程的代码来压榨CPU的计算资源,让它在同一时刻做更多的事情,这个更需要了解并发. 在我前一篇关于并发的文章http://my.oschina.net/chihz/blog/54731中 提到过管程,管程的特色是在编程语言中对并发的细…

在学习volatile语义的可见性和禁止指令重排序的相关测试中,发现并不能体现出禁止指令重排序的特性 实验代码如下 package com.aaron.beginner.multithread.volatiletest; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * @author * @description 一句话描述该文件的用途 * @date 2017-03-01 */ public class VolatileAndNonVolat…

转载自于:http://my.oschina.net/004/blog/222069?fromerr=ER2mp62C 指令重排序是个比较复杂.觉得有些不可思议的问题,同样是先以例子开头(建议大家跑下例子,这是实实在在可以重现的,重排序的概率还是挺高的),有个感性的认识 /** * 一个简单的展示Happen-Before的例子. * 这里有两个共享变量:a和flag,初始值分别为0和false.在ThreadA中先给 a=1,然后flag=true. * 如果按照有序的话,那么在ThreadB…

一.指令重排序 例子如下: public class Visibility1 { public static boolean ready; public static int number; } public class ReaderThread extends Thread { @Override public void run() { while (!Visibility1.ready){ Thread.yield(); System.out.println(Visibility1.numb…

先贴出正确的代码: package com.xiaobai.thread.main; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; @Slf4j public class ThreadMain { private volatile static int ticket; private static class RunningTask implements Runnable{ public RunningTask(boolean proOrSell) { this.proOr…

在知乎上看到一个问题<java中volatile关键字的疑惑?>,引起了我的兴趣 问题是这样的: package com.cc.test.volatileTest; public class VolatileBarrierExample { private static boolean stop = false; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread thread = new Th…

单例模式: 单例,顾名思义就是只能有一个.不能再出现第二个.就如同地球上没有两片一模一样的树叶一样. 在这里就是说:一个类只能有一个实例,并且整个项目系统都能访问该实例. 单例模式共分为两大类: 懒汉模式:实例在第一次使用时创建 饿汉模式:实例在类装载时创建 饿汉模式 按照定义我们可以写出一个基本代码: public class Singleton { // 使用private将构造方法私有化,以防外界通过该构造方法创建多个实例 private Singleton() { } // 由于不能使用…

首先看下如下代码: 指令重排序和优化后代码如下:if(!stop)while(true){}volatile最适合使用的是一个线程写.其他线程读的场合,如果有多个线程并发写操作,仍然需要使用锁或者线程安全的容器或者原子变量来代替. 当一个变量被volatile修饰后,它将具备以下两种特性.· 线程可见性:当一个线程修改了被volatile修饰的变量后,无论是否加锁,其他线程都可以立即看到最新的修改,而普通变量却做不到这点.禁止指令重排序优化,普通的变量仅仅保证在该方法的执行过程中所有依赖赋值结果…

在并发编程中,我们通常会遇到以下三个概念:原子性.可见性和有序性.我们先看具体看一下这三个概念: 1.原子性 操作时不可分割的比如a=0,此操作不可分割,而++a,实际上是a=a+1,为两个操作.想将非原子操作编程原子操作,得用synchronized.lock等修饰volatile修饰的变量不具备原子性. 2.可见性 即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改的值. 比如用volatile修饰的变量,线程A修改后立即写入主存,线程B中的变量的缓存行失效…

今天,我们来学习另一个重要的概念. CPU内存指令重排序(Memory Reordering) 什么叫重排序? 重排序的背景 我们知道现代CPU的主频越来越高,与cache的交互次数也越来越多.当CPU的计算速度远远超过访问cache时,会产生cache wait,过多的cache wait就会造成性能瓶颈. 针对这种情况,多数架构(包括X86)采用了一种将cache分片的解决方案,即将一块cache划分成互不关联地多个 slots (逻辑存储单元,又名 Memory Bank 或 Cache…

一.happns-before happns-before是学习指令重排序前的一个必须了解的知识点,他的作用主要是就是用来判断代码的执行顺序. 1.定义 happens-before是用来指定两个操作之间的执行顺序.提供跨线程的内存可见性. 在java内存模型中,如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见,那么这两个操作之间必然存在happens-before关系 2.happens-before规则 a.程序顺序规则 单线程中的每个操作,总是前一个操作happens-before于该线程中的任…

volatile 的作用 1 精致指令重排序 2 多线程访问同一个变量的时候,每次都是取最新的,而不会使用当前cpu缓存的那一份.…