Java内存模型-同步操作与规则

 2019-12-10 15:55  阅读(1186)
文章分类:Java Core

Java内存模型-同步操作与规则

内存间交互操作,其实就是关于主内存和工作内存之间具体的交互协议,即一个变量如果从主内存拷贝到工作内存,如果从工作内存同步回猪内存之内的实现细节。Java内存模型定义以下8中操作来完成。

Lock

主内存变量标记成一个线程独占的状态

Unlock

将主内存一个锁定的状态变量给释放出来,释放后的变量可以被其他线程锁定

Read

将主内存的变量,它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中,便于后面的load使用。

Load

将把Read操作从主内存中得到的变量值放入到工作内存的变量副本里。

Use

把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。

Assign

把一个从执行引擎接受到的值给工作内存变量,每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。

Store

把工作内存的一个变量值传送到主内存中,以便随后的write操作使用。

Write

把store操作从工作内存中得到的变量的值放入到主内存中的变量中。

从以上8中操作可以看出,如果需要变量将主内存复制到工作内存,那么就要顺序执行read load操作,如果把变量从工作内存同步回主内存,则需要顺序执行store write操作。但是,虽然是顺序执行,但不代表是连续执行。也就是说,read—–>load, store——>write之间的操作,可以插入其他指令的,如对主内存中的变量a、b进行访问时,一种可能出现的顺序是read a —->read b—> load b—>load a .

Java内存模型规定了在执行这8种基本操作时必须满足如下规则:

  1. 不允许read和load、store和write单独出现。即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受,或者从工作内从发起会写了但主内存不接受的情况出现。
  2. 不允许一个线程丢弃它的最近的assign操作,即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步到主内存里。
  3. 不允许一个线程无原因地把数据从线程工作内存同步回主内存中,即没有发生过任何的assign操作就同步到主内存中。
  4. 一个新的变量只能在主内存中诞生,不允许在工作内存中直接使用一个没有被初始化(load或assign)的变量,换句话说,就是对一个变量实施use、store操作之前,必须先执行assign和load操作。
  5. 一个变量在同一时刻,只允许一个线程对其进行loack操作,但lock操作可以被同一个线程重复执行多次,多次执行lock后,只有执行相同次数的unloack操作,变量才能被解锁。
  6. 如果对一个变量执行了lock操作,那将会清空工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前,需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
  7. 如果一个变量事先没有被lock操作锁定,那就不允许对他执行unlock操作,也不允许去unlock一个被其他线程锁定住的变量
  8. 对一个变量执行unlock操作之前,必须先把此变量同步回主内存中(执行store、write操作)。
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