Java并发编程的艺术（六）happens-before

1、happens-before是JMM最核心的概念，JSR-133使用happens-before来指定两个操作之间的执行顺序。

 

2、如果A happens-before B，那么：

（1）对程序员来说：A的执行结果对B可见，并且A的执行顺序排在B之前。

（2）对编译器和处理器来说：不一定要按照程序顺序执行，在不改变程序执行结果（指单线程或正确同步的多线程）的前提下，允许重排序。

 

3、happens-before规则：

（1）程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作。

（2）监视器规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁。

（3）volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。

（4）传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。

（5）start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()（启动线程B），那么A线程的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。

（6）join()规则：如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回，那么线程B中的任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。

 

4、volatile和锁都可以建立happens-before关系，它们的内存语义比较：

（1）volatile可以保证单个变量的读/写具有原子性，锁的互斥可以保证整个临界区代码的执行具有原子性。

（2）在功能上，锁比volatile更强大，在可伸缩性和执行性能上volatile则更有优势。

（3）线程A写一个volatile变量，实质上是线程A向接下来将要读这个volatile变量的某个线程发出了（其对共享变量所做修改的）消息。

（4）线程B读一个volatile变量，实质上是线程B接收了之前某个线程发出的消息。

（5）锁释放与volatile写有相同的内存语义，锁获取与volatile读具有相同的内存语义。

 

5、JMM是一个语言级的内存模型，处理器内存模型是硬件级的内存模型，顺序一致性内存模型是一个理论参考模型。