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Java并发理论总结xJava 并发理论总结 在多线程中略微不留意就会出现线程平安问题，那么什么是线程平安问题？为什么会出现线程平安问题？出现线程平安的问题一般是因为 主内存和工作内存数据不一样性和 重排序导致的，而解决线程平安的问题最重要的就是理解这两种问题是怎么来的，那么，理解它们的核心在于理解 Java 内存模型（JMM）。为了性能优化，还会涉及到重排序与数据依靠性。为了在不变更程序执行结果的前提下，尽可能地提高程序执行的并行度，我们须要了解 as-if-serial 规则和 happens-before 规则的区分 从 Java 内存模型（JMM）聊了关于 JMM 的两个方面：1. JMM 的抽象结构（主内存和线程工作内存）；2. 重排序以及 happens-before 规则。接下来，我们来做一个总结。从三个方面进行考虑。1. 假如让我们设计 JMM 应当从哪些方面考虑，也就是说 JMM 担当哪些功能；2. happens-before 与 JMM 的关系；3. 由于 JMM，多线程状况下可能会出现哪些问题？ 文章书目 JMM 的设计 happens-before 与 JMM 的关系 • 须要关注的问题JMM 的设计JMM 是语言级的内存模型，在我的理解中 JMM 处于中间层，包含了两个方面：（1）内存模型；（2）重排序以及 happens-before 规则。同时，为了禁止特定类型的重排序会对编译器和处理器指令序列加以限制。而上层会有基于 JMM 的关键字和 J.U.C 包下的一些详细类用来便利程序员能够快速高效率的进行并发编程。站在 JMM 设计者的角度，在设计 JMM 时须要考虑两个关键因素:1. 程序员对内存模型的运用 程序员对内存模型的运用 程序员希望内存模型易于理解、易于编程。程序员希望基于一个强内存模型来编写代码。2. 编译器和处理器对内存模型的实现 编译器和处理器对内存模型的实现 编译器和处理器希望内存模型对它们的束缚越少越好，这样它们就可以做尽可能多的优化来提高性能。编译器和处理器希望实现一个弱内存模型。另外还要一个特殊有意思的事情就是关于重排序问题，更简洁的说，重排序可以分为两类：1 会变更程序执行结果的重排序。2. 不会变更程序执行结果的重排序。JMM 对这两种不同性质的重排序，实行了不同的策略，如下。1. 对于会变更程序执行结果的重排序，JMM 要求编译器和处理器必需禁止这种重排序。2. 对于不会变更程序执行结果的重排序，JMM 对编译器和处理器不做要求（JMM 允许这种 重排序）JMM 的设计图为： 从图可以看出：1. JMM 向程序员供应的 happens-before 规则能满意程序员的需求。JMM 的happens-before 规则不但简洁易懂，而且也向程序员供应了足够强的内存可见性保证（有些内存可见性保证其实并不肯定真实存在）。2. JMM 对编译器和处理器的束缚已经尽可能少。从上面的分析可以看出，JMM其实是在遵循一个基本原则：只要不变更程序的执行结果（指的是单线程程序和正确同步的多线程程序），编译器和处理器怎么优化都行。例如，假如编译器经过细致的分析后，认定一个锁只会被单个线程访问，那么这个锁可以被消退。再如，假如经过细致的分析后，认定一个 volatile 只会被单个线程访问，那么编译器可以把这个 volatile 变量当作一个一般变量来对待。这些优化既不会变更程序的执行结果，又能提高程序的执行效率。happens-before 与 与 JMM 的关 系一个 happens-before 规则对应于一个或多个编译器和处理器重排序规则。对于Java 程序员来说，happens-before 规则简洁易懂，它避开 Java 程序员为了理解JMM 供应的内存可见性保证而去学习困难的重排序规则以及这些规则的详细实现方法 须要关注的问题 从内存抽象结构来说，可能出在数据脏读的现象，这就是数据可见性 数据可见性的问题，另外，重排序在多线程中不留意的话也简单存在一些问题，比如一个很经典的问题就是 DCL（双重检验锁），这就是须要禁止重排序 禁止重排序，另外，在多线程下原子操作，例如 i+不加以留意的也简单出现线程平安的问题。但总的来说，在多线程开发时须要从原子性，有序性，可见性 原子性，有序性，可见性三个方面进行考虑。J.U.C 包下的并发工具类和并发容器也是须要花时间去驾驭的，这些东西在以后得文章中多会一一进行探讨。参考文献 Java 并发编程的艺术