深入理解Java内存模型（JMM）_java 内存增长模型

纯属学习B站教学视频笔记，方便查阅

1、多核并发缓存架构

CPU高速（对应电脑上）缓存：现代CPU性能强运算速度快，而RAM速度并没有随之增长，所以如果CPU直接和RAM通信会直接拉低了CPU性能。运行程序时，把主内存RAM数据读取到CPU高速缓存，通过高速缓存和CPU进行数据交互。不过高速缓存就稍微有点贵。

2、Java内存模型（JMM，Java Memory Model）

Java线程内存模型和Cpu缓存模型类型，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。主要注意每个线程自己独立拥有的工作内存以及共享变量副本。

举个错误例子：

public class VolatileVisibilityTest {
    
  // private static volatile boolean initFlag = false; // 注意volatile可见性

  private static boolean initFlag = false;
  
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
     
	 new Thread(()->{
	    System.out.println("waiting data...");
		while(!initFlag) {
		   
		}
		System.out.println("============ success");
	 }).start();
  
     Thread.sleep(2000);
	 
	 new Thread(()->prepareData()).start();
  
  }

  public static void prepareData() {
      System.out.println("prepareData data...");
	  initFlag = true;
	  System.out.println("prepareData data end...");
  }
}
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3、JMM数据原子操作（干货）

通过JMM原子操作理解Java内存模型。

3.1 read —— 读取

• 从主内存读取数据

3.2 load —— 载入

• 将主内存读取到的数据写入到工作内存

3.3 use —— 使用

• 从工作内存读取数据来计算

3.4 assign —— 赋值

• 将计算好的值重新赋值到工作内存中

3.5 store —— 存储

• 将工作内存数据写入主内存

3.6 write —— 写入

• 将store过去的变量值赋值给主内存中的变量

3.7 lock —— 锁定

• 将主内存变量加锁，标识为线程独占状态

3.8 unlock —— 解锁

• 将主内存变量解锁，解锁后其他线程可以锁定该变量

4、不加volatile下的原子过程分析

以原子操作解读上面的代码。先解读没有加Volatile的代码

到这一步其实就可以看到，数据不一致（数据修改可见性）。

5、MESI缓存一致性协议

多个cpu从主内存读取同一个数据到各自的高速缓存，当其中某个cpu修改了缓存里的数据，该数据会马上同步回主内存，其他cpu通过总线嗅探机制可以感知到数据的变化从而将自己缓存里的数据失效。

6、加volatile下的原子过程分析

在上面的基础上，

重新read store之后会得到新的值。

7、volatile缓存可见性实现原理（lock、unlock原子操作）

底层实现主要是通过汇编lock前缀指令，它会锁住这块内存区域的缓存（缓存行锁定）并回写到主内存。

• 会将当前处理器缓存行的数据立即写回到系统内存
• 这个写回内存的操作会引起在其他cpu缓存了该内存地址的数据无效（MESI协议）

注意一下加锁位置（加锁颗粒度考虑问题）：

8、volatile不保证原子性

private static volatile int num = 0;

多线程执行一个 num++
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多个线程同一时刻做num++


要解决这个原子性问题，最终还是得在线程进行操作数据的时候做一些加锁限制。（也就是对方法加锁）

1. synchronized关键字
2. Java.util.concurrent包中的lock接口和ReentrantLock实现类