什么是Java内存模型中的happens-before

Java内存模型JMM

　　Java内存模型（即Java Memory Model ， 简称JMM）,本身是一种抽象的概念，并不真实存在，它描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序个各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式

 

　　

由于JVM运行时程序的实体是线程，而每个线程创建时，而JVM都会为其创建一个工作内存，有一些地方叫做栈空间，用于存储线程私有的数据，而Java内存模型中规定所有的变量都保存在主内存中，主内存是共享内存区域，所以线程都可以访问。但线程对变量的操作，则读取和赋值等，必须在工作内存中进行。首先从主内存中拷贝变量到工作内存中，然后对变量进行操作，操作完成后，再将变量写回到主内存中。注意：线程是不能直接操作主内存的变量，工作内存中就存在主内存变量的副本。因此每个线程都不能互相访问对方的工作内存，所以线程之间的通信必须通过主内存去进行通信。

 

JMM中的住内存和工作内存

JVM中的主内存

　　1、存储Java实例对象

　　2、包括成员变量、类信息、常量、静态变量等

　　3、属于数据共享的区域，多线程并发操作时会引发线程安全问题

　　

JVM中的工作内存

　　1、存储当前方法的所有本地变量信息，本地变量对其他线程不可见

　　2、字节码行号指示器，Native方法信息

　　3、属于线程私有数据区域，不存线程安全问题

 

JMM与Java内存区域划分是不同的概念层

　　1、JMM描述的是一组规则，围绕原子性，有序性，可见性展开

　　2、相似点：存在共享区域和私有区域

 

主内存与工作内存的数据存储类型以及操作方式归纳

　　1、方法里的基本数据类型本地变量将直接存储在工作内存的栈帧结构中

　　2、引用类型的本地变量：引用存储在工作内存中，实例存储在主内存中

　　3、成员变量、static变量、类信息均会被存储在主内存中

　　4、主内存共享的方式是线程各拷贝一份数据到工作内存，操作完成后刷新回主内存

 

 

 

指令重排序需要满足的条件

　　1、在单线程环境下不能改变程序运行的结果

　　2、存在数据依赖关系的不允许重排序

　　无法通过happens-before原则推导出来的，才能进行指令的重排序

 

A操作的结果需要对B操作可见，则A与B存在happens-before关系

 

 

volatile : JVM提供的轻量级同步机制

　　1、保证被volatile修饰的共享变量对所有线程总是可见的

　　2、禁止指令重排序优化

volatile的可见性

　　1、注意，不是线程安全的，只是可见

 

另外一种写法：

 

volatile变量为何立即可见？

　　1、当些一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的工作内存中的共享变量值刷新到主内存中

　　2、当读取一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的工作内存设置为无效

 

volatile如何禁止重排优化

　　内存屏障

　　1、保证特定操作的执行顺序

　　2、保证某些变量的内存可见性

　　通过插入内存屏障指令禁止在内存屏障前后的指令执行重排序优化

　　强制刷出各种cpu的缓存数据，因此任何CPU上的线程都能读取到这些数据的最新版本

 

 

上面的操作，看上去没有问题，但是还是有隐患，有可能会有指令重排序之后，导致的问题。