国产高清精品久久久久,蜜屌AV导航大全,AV中文一区电影

file

前幾節(jié)你應該學習到了Thread和ThreadLocal的底層原理，在接下來的幾節(jié)中，讓我們一起來探索volatile底層原理吧！

不知道你有沒有這樣的感受：有很多工程師都很難說清楚volatile這個關鍵字的作用或者原理。比如有的人壓根不知道volatile的作用、應用場景；比如有的人也不知道什么是有序性，可見性，原子性，比如有的人可能能說上來它的作用是什么“保證有序性，可見性，無法保證原子性?！钡谴蠖鄶等撕茈y說清楚為什么能保證有序性，可見性，不能保證原子性；比如在面試的時候，你經常被面試官問到volatile的時候，回答的支支吾吾的，沒有一個清晰的思路，答不出一個滿意的答案。諸如此類的場景有很多等等……

要想弄明白這些，可不是簡單的事情。所以在接下來的《JDK源碼成長記-并發(fā)篇》中，就一步一步帶領你來探索volatile的奧秘，來解決這些尷尬的場景，可以熟練運用和理解volatile關鍵字。

Hello Volatile

<div class="output_wrapper" id="output_wrapper_id" style="width:fit-content;font-size: 16px; color: rgb(62, 62, 62); line-height: 1.6; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif;"><h3 id="hdddd" style="width:fit-content;line-height: inherit; margin: 1.5em 0px; font-weight: bold; font-size: 1.3em; margin-bottom: 2em; margin-right: 5px; padding: 8px 15px; letter-spacing: 2px; background-image: linear-gradient(to right bottom, rgb(43,48,70), rgb(43,48,70)); background-color: rgb(63, 81, 181); color: rgb(255, 255, 255); border-left: 10px solid rgb(255,204,0); border-radius: 5px; text-shadow: rgb(102, 102, 102) 1px 1px 1px; box-shadow: rgb(102, 102, 102) 1px 1px 2px;"><span style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px;">Hello Volatile</span></h3></div>

首先你要了解的第一點就是，什么時候使用volatile。這里你要記住以下兩點就可以了：

1、多個線程對同一個變量有讀有寫的時候

2、多個線程需要保證有序性和可見性的時候

讓我們分別來看看這兩點：

volatile第一個使用場景：多個線程對同一個變量有讀有寫的時候。你可以通過一個Hello Volatile的例子來理解這一點。

代碼如下：

public class HelloVolatile {

   //可見性舉例
   private static volatile boolean shouldRunning = true;

   //一個線程修改后，另一個線程無法讀到修改后的值，線程之間的內存數據不可見
   // private static boolean shouldRunning = true;
   

   public static void main(String[] args) {
      new Thread(()-> {
       System.out.println("讀取到變量shouldRunning="+HelloVolatile.shouldRunning);
       while(HelloVolatile.shouldRunning) {
         
       }
       System.out.println("運行結束，讀取到變量shouldRunning="+HelloVolatile.shouldRunning);
     }).start();

     

     new Thread(()-> {
       try {
         System.out.println("修改變量");
         Thread.sleep(1000);
         HelloVolatile.shouldRunning = false;
       } catch (InterruptedException e) {          

       }
     }).start();   

   } 
 }

上面的代碼很明顯可以看出來，兩個線程。線程1在while循環(huán)中使用shouldRunning判斷是否改跳出循環(huán)，線程2修改了shouldRunning。這就是典型的一讀一寫的場景。

畫張圖讓大家更好的理解下：

file

這種用法看上去很簡單，但是其實在很多開源框架的底層，對線程執(zhí)行控制都是通過這種方式控制的。等學完volatile之后，我會給大家舉幾個例子的。

volatile第二個使用場景：需要保證有序性和可見性的時候。后面我們會逐漸研究這兩點。

上面的例子中，如果不加volatile修飾shouldRunning變量，線程2修改了值后，線程1是不可見的，也就不會跳出循環(huán)。

如果要想理解有序列性，這里給大家也給大家舉一個經典的例子，在線程安全的單例（DLC-double check lock）的場景下，volatile很重要的作用就是保證有序性。

還有一點要提到的是，volatile既保證了有序性，也保證了可見性。并不是說HelloVolatile中沒有有序性保證。

我給大家找了SpringCloud Eureka組件中的配置管理器創(chuàng)建，就是使用了DCL的單例。

代碼如下：

public class ConfigurationManager { 

static volatile AbstractConfiguration instance = null;

public static AbstractConfiguration getConfigInstance() {

    if (instance == null) {
      synchronized (ConfigurationManager.class) {
        if (instance == null) {
          instance = getConfigInstance(Boolean.getBoolean(DynamicPropertyFactory.DISABLE_DEFAULT_CONFIG));
        }
      }
    }
    return instance;
 }
}

等學完volatile之后，我們在回頭看下這個DCL使用volatile保證有序性的。這里大家有個印象就行。

什么是有序性、可見性、原子性？

前文提到了有序性、可見性、原子性。可能有人不太清楚他們是什么意思。更不理解怎么保證的，原理是什么。

而你要想理解volatile如何保證有序性和可見性，首先需要明白有序性、可見性、原子性分別是什么。這里我先不深入講解，先用一句話大白話簡單給大家概況下。

可見性，一句話講就是多個線程中有讀有寫操作同一個變量的時候，線程間可以互相知道，可見的意思。
有序性，一句話講就是由于代碼執(zhí)行順序可能被重排序，volatile可以保證代碼行數按順序執(zhí)行。
原子性，一句話講就是當多個線程進行同時寫同一個變量的時候，只能有一個線程進這一操作。

你可能看了上面三句話，還不是很明白，沒關系，最后學習完volatile了，你可以回來再看看這三句話。

下面我們從淺入深來探索下這三點。主要層次有如下幾個級別：

1、JVM內存模型和Java內存模型(JMM) 層面

2、JVM指令層面和JVM中的C++源碼層面

3、CPU緩存模型+硬件結構原理+CPU指令層面

JVM內存結構和JMM的概念回顧

簡單的講，一句話：就是刷新主內存，強制過期其他線程的工作內存。

這句話中的主內存和工作內存是Java內存模型中的概念，要想理解Java內存模型（JMM），一定要知道JVM的內存結構（運行時內存區(qū)域）。下面通過幾張圖，讓你回顧下JVM內存結構和JMM的概念。

首先回顧一下，JVM的內存結構，如下圖所示：

file

上面的這個圖如果了解過JVM的同學，一定很熟悉了，不了解的也沒有關系。這里簡單介紹下，你就可以了解了：

JVM的內存區(qū)域，或者說是運行時數據區(qū)，簡單地來說分為堆和棧兩種區(qū)域每個線程共享的區(qū)域除了堆內存，還有一個方法區(qū)的概念。不同JVM版本的方法區(qū)實現不同，JDK1.8方法區(qū)的實現叫MetaSpace元數據空間，用于存放加載到JVM內存中的類的基本信息和數據。堆內存就是創(chuàng)建的Java對象一般都會分配到堆內存，Heap區(qū)域。這2個公共內存區(qū)域可以被所有的線程訪問到的。它們具體作用如下：

堆（Heap）：線程共享。所有的對象實例以及數組都要在堆上分配?；厥掌髦饕芾淼膶ο?。
方法區(qū)（Method Area）：線程共享。存儲類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼。
方法棧（JVM Stack）：線程私有。存儲局部變量表、操作棧、動態(tài)鏈接、方法出口，對象指針。
本地方法棧（Native Method Stack）：線程私有。為虛擬機使用到的Native 方法服務。如Java使用c或者c++編寫的接口服務時，代碼在此區(qū)運行。
程序計數器（Program Counter Register）：線程私有。有些文章也翻譯成PC寄存器（PC Register），同一個東西。它可以看作是當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。指向下一條要執(zhí)行的指令。

從顏色上可以看出，除了線程共享的內存區(qū)域，每個線程有自己的獨有內存區(qū)域，比如程序計數器、本地方法棧，Java方法虛擬機棧。這個是線程獨有的內存區(qū)域，不會被其他線程所訪問到的。

下面給大家簡單介紹下JMM。它邏輯模型如下圖所示：

file

上面的這個圖可以看出來比較抽象，這是因為JMM本身就是一種內存模型的抽象，并不是實際存在的結構，而是有一種對應的具體實現和具體結構。

大家都知道很多事情在計算機層面，都會進行一層抽象。比如網絡的分層模型等等。而在Java中，準確說是JVM在內存這塊的抽象概念是JMM，即Java內存模型。

這個抽象可以對應到具體JVM組件或者具體的硬件組件。對應關系可以理解為下圖所示：

file

上面的提到的JVM內存結構，實際就是圖中左邊，表示和JVM的對應關系是，堆和元數據空間可以看做是主內存，Java方法虛擬機棧、程序計數器等可以看做是自己的工作內存。

而對應右邊的其實可以對應到CPU的L1-L3的緩存、高速緩存區(qū)、寫緩沖器等可以看做JMM中每個線程的工作內存，而實際的物理內存這些可以看做是JMM中的主內存，線程共用的區(qū)域。

從JMM層面看，volatile怎么保證可見性?

回顧了JVM內存結構和JMM內存模型后，我們來分別從這兩個層面分析volatile怎么保證的可見性。

首先是JMM層面。在JMM中，定義一些操作和規(guī)則來保證可見性。這里我們深入的講JMM的知識，只是講下我們會用到的知識。

首先說下操作，JMM規(guī)定了8中原子性操作，用來描述主內存和工作存在的操作動作和操作原則。

JMM的指令

lock（鎖定）：作用于主內存的變量，把一個變量標識為一條線程獨占狀態(tài)。
unlock（解鎖）：作用于主內存變量，把一個處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來，釋放后的變量才可以被其他線程鎖定。
read（讀取）：作用于主內存變量，把一個變量值從主內存?zhèn)鬏數骄€程的工作內存中，以便隨后的load動作使用
load（載入）：作用于工作內存的變量，它把read操作從主內存中得到的變量值放入工作內存的變量副本中。
use（使用）：作用于工作內存的變量，把工作內存中的一個變量值傳遞給執(zhí)行引擎，每當虛擬機遇到一個需要使用變量的值的字節(jié)碼指令時將會執(zhí)行這個操作。
assign（賦值）：作用于工作內存的變量，它把一個從執(zhí)行引擎接收到的值賦值給工作內存的變量，每當虛擬機遇到一個給變量賦值的字節(jié)碼指令時執(zhí)行這個操作。
store（存儲）：作用于工作內存的變量，把工作內存中的一個變量的值傳送到主內存中，以便隨后的write的操作。
write（寫入）：作用于主內存的變量，它把store操作從工作內存中一個變量的值傳送到主內存的變量中。

JMM的指令使用規(guī)則

不允許read和load、store和write操作之一單獨出現。即使用了read必須load，使用了store必須write
不允許線程丟棄他最近的assign操作，即工作變量的數據改變了之后，必須告知主存
不允許一個線程將沒有assign的數據從工作內存同步回主內存
一個新的變量必須在主內存中誕生，不允許工作內存直接使用一個未被初始化的變量。就是對變量實施use、store操作之前，必須經過assign和load操作
一個變量同一時間只有一個線程能對其進行l(wèi)ock。多次lock后，必須執(zhí)行相同次數的unlock才能解鎖
如果對一個變量進行l(wèi)ock操作，會清空所有工作內存中此變量的值，在執(zhí)行引擎使用這個變量前，必須重新load或assign操作初始化變量的值
如果一個變量沒有被lock，就不能對其進行unlock操作。也不能unlock一個被其他線程鎖住的變量
對一個變量進行unlock操作之前，必須把此變量同步回主內存

上面的規(guī)則看上去很多，其實簡單的來說，可以總結如下幾句話：

必須按這個執(zhí)行，不允許缺失或亂序 read-->load-->use 、assign-->store-->write； 一個個變量的lock操作，在同一時間內只允許一個線程重復執(zhí)行多次，并且只有執(zhí)行相同次數的unlock該變量才能被釋放；釋放鎖unlock之前將最新數據寫入主內存，進入鎖lock之前將最新數據讀入工作內存。

注意這8個操作，實際在CPU和JVM實現的指令層面并不完全對應，后面我們分析到JVM指令的時候會看到。他們這些。

JMM內存模型解釋Hello Volatile如下圖所示：

file

通過JMM的一些操作和原則，使用volatile就能保證不同線程的工作內存發(fā)送讀寫時候的變量可見性。

volatile保證可見性的原理，還是之前總結的一句話：寫入主內存數據時，刷新主內存值之后，強制過期其他線程的工作內存，底層是因為lock、unlock操作的原則導致的，其他線程讀取變量的時候必須重新加載主內存的最新數據，從而保證了可見性。

好了，到這里你應該了解了volatile的基本作用和可見性的原理，了解了JMM和JVM和volatile之間的關系。

下一節(jié)我們繼續(xù)深入研究下，在JVM指令層面和C++代碼層面，如何通過內存屏障、CPU的lock前綴指令，保證可見性和有序性的。

本文由博客一文多發(fā)平臺 OpenWrite 發(fā)布！

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九欧美,1769亚洲,黄色成人av

JDK成長記13：（深度好文）你能從3個層面分析volatile底層原理么？(上)

JDK成長記13：（深度好文）你能從3個層面分析volatile底層原理么？(上)

Hello Volatile

什么是有序性、可見性、原子性？

JVM內存結構和JMM的概念回顧

從JMM層面看，volatile怎么保證可見性?

相關閱讀更多精彩內容

友情鏈接更多精彩內容

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九 欧美,1769亚洲,黄色成人av

JDK成長記13：（深度好文）你能從3個層面分析volatile底層原理么？(上)

Hello Volatile

什么是有序性、可見性、原子性？

JVM內存結構和JMM的概念回顧

從JMM層面看，volatile怎么保證可見性?

相關閱讀更多精彩內容

友情鏈接更多精彩內容

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九欧美,1769亚洲,黄色成人av

什么是有序性、可見性、原子性？

從JMM層面看，volatile怎么保證可見性?