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這篇文章主要講解了“Java 內(nèi)存模型和 volatile 關(guān)鍵字怎么掌握”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著丸趣 TV 小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“Java 內(nèi)存模型和 volatile 關(guān)鍵字怎么掌握”吧！

java 內(nèi)存模型(JMM)：

相關(guān)概念：1)在命令式編程中，線程之間的通信機(jī)制有兩種：共享內(nèi)存和消息傳遞。2)java 的并發(fā)采用的是共享內(nèi)存模型：通過讀 / 寫內(nèi)存中的公共狀態(tài)進(jìn)行隱式通信。概念：java 線程之間的通信是由 java 內(nèi)存模型控制的，JMM 決定一個線程對共享變量的寫入何時對另一個線程可見。1 線程之間的共享變量存儲在主內(nèi)存中，每個線程都有一個私有的工作內(nèi)存，工作內(nèi)存中存儲了該線程讀 / 寫共享變量的副本。2 工作內(nèi)存是 JMM 的一個抽象概念，并不真實(shí)存在。它涵蓋了緩存、寫緩沖區(qū)、寄存器以及其他的硬件和編譯器優(yōu)化。3 線程對變量的所有操作 (讀取、賦值等) 都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，而不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量。4 不同的線程之間也無法直接訪問對方工作內(nèi)存中的變量，線程間變量值的傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成。

volatile 關(guān)鍵字：

相關(guān)概念:
 緩存行：緩存器中可以分配的最小存儲單位。L1 緩存：內(nèi)部緩存。L2 緩存：外部緩存。1)為了提高處理速度，處理器不直接和內(nèi)存進(jìn)行通信，而是先將系統(tǒng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)讀到緩存 (L1、L2) 后再進(jìn)行操作，但操作完成后，處理器是不知道何時要把操作后的數(shù)據(jù)寫回到內(nèi)存中。2)對 volatile 修飾的變量進(jìn)行寫操作時，JVM 會向處理器發(fā)送一條 Lock 前綴的指令，將這個變量所在緩存行 (即 JMM 中的工作內(nèi)存) 的數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)內(nèi)存中，并且將其它 CPU 里緩存了該內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)無效。1 對 volatile 修飾的變量進(jìn)行寫操作 (賦值) 時，在 JIT 編譯器生成的匯編指令中，我們會發(fā)現(xiàn)有一個以 Lock 為前綴的指令。2 以 Lock 為前綴的指令在多核處理器下會引發(fā)了兩件事情：①將當(dāng)前處理器緩存行的數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)內(nèi)存中  ②這個寫回內(nèi)存的操作會導(dǎo)致其它 CPU 里緩存了該內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)無效。volatile 的內(nèi)存原語：當(dāng)讀一個 volatile 變量時，JMM 會把該線程對應(yīng)的工作內(nèi)存置為無效，線程接下來將從主內(nèi)存中讀取共享變量。當(dāng)寫一個 volatile 變量時，JMM 會把該線程對應(yīng)的工作內(nèi)存中的共享變量值刷新到主內(nèi)存。1 將本地內(nèi)存中的數(shù)據(jù)設(shè)置為無效， 
 2 從主內(nèi)存中將數(shù)據(jù)復(fù)制到本地內(nèi)存中， 
 3 在本地內(nèi)存中進(jìn)行操作， 
 4 操作完成后將本地內(nèi)存中的數(shù)據(jù)刷新到主內(nèi)存中。整體看起來就像是直接在主內(nèi)存中操作一樣。 

 用 volatile 修飾的變量如果被一個線程更改了，那么其它的線程都會立即感知，并且每個線程獲取該變量的值都是最新的值，訪問 volatile 修飾的變量看起來就像是直接在內(nèi)存中讀寫一樣。可見性：對一個 volatile 變量的讀，(任意線程)總是能看到對這個 volatile 變量最后的寫入。原子性：對一個 volatile 變量的讀 / 寫具有原子性，但類似于 volatile++ 這種復(fù)合操作不具有原子性。不會引起線程上下文的切換

volatile 與 synchronized 的比較：1)關(guān)鍵字 volatile 只能修飾變量，synchronized 可以修飾代碼塊、方法
 2)volatile 不能保證原子性，synchronized 保證原子性：volatile 可以保證數(shù)據(jù)的可見性，但是不能保證原子性，所以 volatile 解決的是變量在多線程之間的可見性；synchronized 可以保證原子性，也保證了可見性(synchronized 會將私有內(nèi)存和公共內(nèi)存中的數(shù)據(jù)做同步)，所以 synchronized 解決的是多線程之間訪問資源的同步性。

重排序：

說明：在執(zhí)行程序時，為了提高性能，編譯器和處理器常常會對指令做重排序。重排序分 2 種類型：1)編譯器重排序：編譯器在不改變單線程程序語義的前提下，可以重新安排語句的執(zhí)行順序。2)處理器重排序：1 指令級并行的重排序：現(xiàn)代處理器采用了指令級并行技術(shù)來將多條指令重疊執(zhí)行。如果不存在數(shù)據(jù)依賴性，處理器可以改變語句對應(yīng)機(jī)器指令的執(zhí)行順序。2 內(nèi)存系統(tǒng)的重排序：  由于處理器使用緩存和讀 / 寫緩沖區(qū)，這使得加載和存儲操作看上去可能是在亂序執(zhí)行。
 兩個操作間重排序的條件：1 當(dāng)?shù)谝粋€操作是 volatile 讀，不管第二個操作是什么，都不能重排序。這個規(guī)則確保 volatile 讀之后的操作不會被編譯器重排序到 volatile 讀之前。2 當(dāng)?shù)诙€操作是 volatile 寫，不管第一個操作是什么，都不能重排序。這個規(guī)則確保 volatile 寫之前的操作不會被編譯器重排序到 volatile 寫之后。3 當(dāng)?shù)谝粋€操作是 volatile 寫，第二個操作是 volatile 讀時，不能重排序。由以上 3 點(diǎn)可以得出結(jié)論：兩個 volatile 變量操作不能夠進(jìn)行重排序。2)為了實(shí)現(xiàn) volatile 的內(nèi)存語義，編譯器在生成字節(jié)碼時，會在指令序列中插入內(nèi)存屏障來禁止特定類型的處理器重排序。(內(nèi)存屏障：將前面操作的共享變量值刷新到主內(nèi)存中。)

感謝各位的閱讀，以上就是“Java 內(nèi)存模型和 volatile 關(guān)鍵字怎么掌握”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對 Java 內(nèi)存模型和 volatile 關(guān)鍵字怎么掌握這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是丸趣 TV，丸趣 TV 小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！