java 内存模型与线程

硬件内存模型

 

java内存模型

主内存vs工作内存

所有变量都在主内存（虚拟机内存的一部分），每条线程都有自己的工作内存，线程所有用到的变量都必须从主内存拷贝出来（不能直接读写主内存变量）

工作内存如何与主内存交互？

8种内存操作：（lock、uncock） （read、load） （use、assign） （store、write）配对出现

volatile关键字

两种特性：1.变量可见性（共享性，自己看法）2.禁止指令重排

可见性：更改变量，虚拟机主内存刷新后所有线程可见

指令重排：volatile boolean flag=false；

…………（其他java语句）

flag=true；

重排后f，lag初始化后立马为true；但volatile 修饰后不会

使用volatile前提条件：

1.运算结果不依赖当前值，或者能够确保只有单一线程修改变量

2.变量不需要其他状态变量参与

volatile关键字在写操作耗时，但是也比锁的总开销小

线程实现

三种方式：内核线程，用户级线程，用户加轻量级进程混合实现

内核线程状态转换开销大，程序一般使用的是内核线程的高级接口——轻量级进程（LWP）

java线程调度

两种方式：协同式线程调度（效果极差），抢占式线程调度（协同分配时间）

java线程定义优先级，实现给某些进程更多时间，但是不太靠谱，java优先级与系统优先级不是一一对应

状态转换

新建-运行-等待-阻塞-结束

java线程安全与锁优化

5类

1.不可变

final关键字修饰的对象、属性

2.绝对线程安全

api实现同步，但是绝对线程安全不是绝对的线程安全

vector get() remove()方法，get(i)同时remove(i)，那么，抛出数组越界异常

3.线程相对安全

我们通常说的线程安全，需要保证对象单独的操作是线程安全的，我们调用时不需要额外做保证。但是，特定顺序的连续调用，也可能额外同步手段

4.线程兼容

对象本身不是线程安全，调用端正确使用同步手段保证

5.线程对立

不可能实现多线程安全的代码

线程安全实现方法 

1.互斥同步（悲观策略）

互斥方法：临界区 互斥量 信号量

synchronized

2.非阻塞同步（乐观策略）

3.无同步方案

a.可重入代码（返回结果可预测）

 b.线程本地储存

锁优化

1.自旋锁与自适应自旋

无法获取锁时，自旋等待一直请求，短时间内可以获得很好收益（避免线程切换开销），自旋次数到达限定次数后，挂起。

2.锁消除

检测到不存在竞争，消除锁（不存在竞争还加锁？api中也有很多锁，比如stringBUffer.append()），stringBUffer.append(s1)，stringBUffer.append(s2)，stringBUffer.append(s3)，三个锁，可以被消除

3.锁粗化

同一个对象反复加锁，那么加锁同步范围扩大，还是上面的stringBUffer.append()），stringBUffer.append(s1)，stringBUffer.append(s2)，stringBUffer.append(s3)，锁粗化后只剩第一个锁。

4.轻量级锁（看书）

5.偏向锁（看书）