Java多线程 - Happens-Before 规则

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• 总结
• 例子
• Happens-Before 规则

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总结

Java 为了让大家理解JMM（java memory model, java内存模型）中“内存可见性”的这个概念，􏰀提出了 happens-before 的概念。

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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须要存在 happens-before 关系   两个操作之间具有 happens-before 关系，并不意味着前一个操作必须要在后 一个操作之前执行!happens-before 仅仅要求前一个操作(执行的结果)对后一个操作可见

 

1)站在 Java 程序员的角度来说: JMM 保证，如果一个操作 happens-before 另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作 的执行顺序排在第二个操作之前。

2)站在编译器和处理器的角度来说: JMM 允许，两个操作之间存在 happens-before 关系，不要求 Java 平台的具体实现必须要按照 happens-before 关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按 happens-before 关系 来执行的结果一致，那么这种重排序是允许的。

 

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例子

 

站在我们 Java 程序员的角度有三个依赖关系:

 

但是仔细考察，2、3 是必需的，而 1 并不是必需的，因此 JMM 对这三个 happens-before 关系的处理就分为两类:

1. 会改变程序执行结果的重排序 （在这里指的是，依赖关系2+3）
2. 不会改变程序执行结果的重排序（在这里指的是，依赖关系1）

JMM 对这两种不同性质的重排序，采用了不同的策略，如下:

1. 对于会改变程序执行结果的重排序，JMM 要求编译器和处理器必须禁止这 种重排序;
2. 对于不会改变程序执行结果的重排序，JMM 对编译器和处理器不做要求。

于是，站在我们程序员的角度，看起来这个三个操作满足了 happens-before 关系，而站在编译器和处理器的角度，进行了重排序，而排序后的执行结果，也 是满足 happens-before 关系的。

 

happens-before 关系本质上和 as-if-serial 语义是一回事：

• as-if-serial 语义保证单线程内程序的执行结果不被改变
• happens-before 关系保证正确同步的多线程程序 的执行结果不被改变

 

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Happens-Before 规则

• 程序次序规则：在一个线程内，按照程序控制流顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
• 管程锁定规则：一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作
• volatile变量规则：对一个volatile变量的写操作，先行发生于后面对这个变量的读操作
• 线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作
• 线程终止规则：线程中的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测
• 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用，先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
• 对象终结规则：一个对象的初始化完成(构造函数执行结束)先行发生于它的finalize()方法的开始