java八股文面试[多线程]——主内存和工作内存的关系
JAVA内存模型(JMM)
共享变量:如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本,那么这个变量就是这几个线程的共享变量。
上面的工作内存其实是java内存模型抽象出来的概念,下面简要介绍一下java内存模型(JMM)。
java内存模型(java memory model): 描述了java程序中各种变量(线程共享变量)的访问规则,以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。
不同的平台,内存模型是不一样的,我们可以把内存模型理解为在特定操作协议下,对特定的内存或高速缓存进行读写访问的过程抽象。Java 虚拟机规范中试图定义一种 Java 内存模型(Java Memory Model,简称 JMM)来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让 Java 程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果,不必因为不同平台上的物理机的内存模型的差异,对各平台定制化开发程序。
更具体一点说,Java 内存模型提出目标在于,定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。
从上图可以得出结论:
所有
的变量都存储在主内存
中每个
线程都有自己独立的工作内存
,里面保存该线程使用到的变量的副本(主内存该变量的一份拷贝)。
JMM关于synchronized的两条规定:
- 线程解锁前,必须把
共享变量的最新值刷新到主内存中
- 线程加锁时,将
清空工作内存中共享变量的值
,从而使用
共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值
。(加锁和解锁需要是同一把锁)
线程解锁前对共享变量的修改在下次加锁前对其他线程可见。
JVM主内存与工作内存描述
JVM将内存为主内存
和工作内存
两个部分。
主内存: 主要包括本地方法区
和 堆
- Java 内存模型规定了
所有变量都存储在主内存(Main Memory)中
(此处的主内存与介绍物理硬件的主内存名字一样,两者可以互相类比,但此处仅是虚拟机内存的一部分)。
工作内存: 每个线程
都有一个工作内存,工作内存中主要包括两个部分,一个是属于该线程私有的栈
和 对主存部分变量拷贝的寄存器
(包括程序计数器PC和cup工作的高速缓存区)。
- 每个线程都有自己的
工作内存(Working Memory,又称本地内存.)
,线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量,该变量是主内存中的共享变量的副本拷贝
。 - (工作内存是 JMM 的一个抽象概念,并不真实存在。它涵盖了缓存,写缓冲区,寄存器以及其他的硬件和编译器优化。)
线程执行的时候,将首先从主内存读值
,再load到工作内存中的副本
中,然后传给处理器
执行,执行完毕后再给工作内存中的副本赋值
,随后工作内存再把值传回给主存
,主存中的值才更新。
在这个过程中如果出现多个线程同时在处理这些值,岂不是会出现并发问题?
1、所有的变量都存储在主内存中(虚拟机内存的一部分),对于所有线程都是共享的
2、每个线程都有自己的工作内存,工作内存中保存的是主存中某些变量的值的副本拷贝,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,不能直接读写主内存中的变量。
3、线程之间无法直接访问对方的工作内存中的变量值的,线程间变量的传递均需要通过主内存来完成。
这种划分与Java运行时内存区域中堆、栈、元空间等的划分是不同层次的划分,两者基本没有关系。硬要联系的话,大致上主内存对应Java堆中对象的实例数据部分、工作内存对应栈的部分区域;从更低层次上说,主内存对应物理硬件内存、工作内存对应寄存器和高速缓存。
JVM内存间交互规则
关于主内存与工作内存之间的具体交互协议,即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存、如何从工作内存同步回主内存之类的实现细节,Java 内存模型中定义了下面 8 种操作来完成。
- Lock(锁定):作用于主内存中的变量,把一个变量标识为被一个线程独占的状态。
- Unlock(解锁):作用于主内存中的变量, 将一个变量从锁定状态(Lock)释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定(Lock)
Read(读取)
:作用于主内存中的变量,将一个变量的值从主内存传输到工作内存中,以便随后的load操作使用Load(加载)
:作用于工作内存中的变量,把read操作从主内存中得到的变量的值放入工作内存的变量副本中。- Use(使用):作用于工作内存中的变量,把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎。(每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值的字节码指令时就会执行这个操作。)
- Assign(赋值):作用于工作内存中的变量,把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存中的变量。(每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。)
Store(存储)
:作用于工作内存中的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后 write 操作使用。Write(写入)
:作用于主内存中的变量,把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。
需知:
- 在将变量从主内存读取到工作内存中,必须顺序执行
read(读取)、load(加载)
; - 要将变量从工作内存同步回主内存中,必须顺序执行
store(存储)、write(写入)
。
这8种操作必须遵循以下规则:
-
不允许
read(读取)和load(加载)、store(存储)和write(写入)
操作之一单独出现
。即不允许一个变量从主内存被读取了,但是工作内存不接受,或者从工作内存回写了但是主内存不接受。不允许一个线程无原因地(没有发生过任何assign操作)把数据从工作内存同步会主内存中
-
不允许一个线程丢弃它最近的一个
assign(赋值)
操作,即变量在工作内存被更改后必须同步改更改回主内存。
即:执行store(存储),write(写入)操作 -
工作内存中的变量在没有执行过
assign(赋值)
操作时,不允许无意义的同步回主内存。 即:执行store(存储),write(写入)操作 -
在执行
use(使用)
前必须已执行load(加载)
,在执行store(存储)
前必须已执行assign(赋值)
。 -
一个变量在
同一时刻
只允许一个线程对其执行lock操作
,一个线程可以对同一个变量重复执行多次lock,多次执行lock后,只有执行相同次数的unlock操作,变量才会被解锁。lock和unlock必须成对出现。 -
一个线程在
lock
一个变量的时候,将会清空
工作内存中的此变量的值,执行引擎在use(使用)
前必须重新read(读取)和load(加载)
初始化变量的值。 -
在执行
unlock
之前,必须首先执行了store(存储)和write(写入)
操作对一个变量执行unlock操作之前,必须先把此变量同步到主内存中(执行store和write操作)
-
线程不允许
unlock
其他线程的lock
操作。并且unlock操作必须是在本线程的lock操作之后。如果一个变量事先没有被lock操作锁定,则不允许对它执行unlock操作;也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量。
从上面可以看出,把变量从主内存复制到工作内存需要顺序执行read、load
,从工作内存同步回主内存则需要顺序执行store、write。总结:
- read、load、use必须成对顺序出现,但不要求连续出现。assign、store、write同之;
- 变量诞生和初始化:变量只能从主内存“诞生”,且须先初始化后才能使用,即在use/store前须先load/assign;
- lock一个变量后会清空工作内存中该变量的值,使用前须先初始化;unlock前须将变量同步回主内存;
- 一个变量同一时刻只能被一线程lock,lock几次就须unlock几次;未被lock的变量不允许被执行unlock,一个线程不能去unlock其他线程lock的变量。
JVM先行发生原则
Java内存模型具备一些先天的“有序性”,即不需要通过任何同步手段(volatile、synchronized等)就能够得到保证的有序性,这个通常也称为happens-before原则。
知识来源:
【23版面试突击】你知道主内存和工作内存的关系?_哔哩哔哩_bilibili
【Java多线程】内存模型JMM—主内存与工作内存分析_主内存和工作内存_Archie_java的博客-CSDN博客
相关文章:

java八股文面试[多线程]——主内存和工作内存的关系
JAVA内存模型(JMM)共享变量:如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本,那么这个变量就是这几个线程的共享变量。 上面的工作内存其实是java内存模型抽象出来的概念,下面简要介绍一下java内存模型(JMM&…...

技术分享 | LSM,Linux 内核的安全防护盾
计算机安全是一个非常重要的概念和主题,它不仅仅可以保护用户个人信息和资产的安全,还可以影响到用户在使用过程中的体验;但同时,它也是一个很抽象的概念,关于其相关文献和资料不计其数,但它究竟是什么、包…...
http服务(Apache 2.4.57)源码编译及使用
这里安装的是Apache 2.4.57版本 1.下载源码包及编译安装 下载地址 # 下载 wget https://archive.apache.org/dist/httpd/httpd-2.4.57.tar.gz # 如果系统自带httpd这个软件要删除掉,两个软件不能同时运行 rpm -e httpd --nodeps # 安装依赖环境 yum -y install apr apr-dev…...
【1day】H5S视频平台未授权漏洞学习
目录 一、漏洞描述 二、资产测绘 三、漏洞复现 四、漏洞修复 一、漏洞描述 H5S视频平台是一个基于Web技术的视频播放和流媒体管理平台。它提供了一套完整的解决方案,用于在网页上播放和管理视频内容。H5S视频平台存在未授权漏洞,泄露内网rtsp服务集群的服务集群的和H5_…...

企业架构LNMP学习笔记3
服务器基本环境配置: 1、安装虚拟机,centos7.9 操作系统; 2、网络配置; 3、机器名FQDN设置; 4、DNS解析设置,本地hosts设置; 5、配置yum源环境; 6、vim安装配置; …...

使用Spring Boot和Kafka实现消息发送和订阅
文章目录 一,新建Spring Boot1,Maven配置2,无法识别为SpringBoot项目3,无效的源发行版4,无法访问SpringApplication5,运行直接Finish6,服务运行成功 二,安装启动Kafka1,下…...

探讨uniapp的组件使用的问题
1 视图容器 1.1 view Flex是Flexible Box的缩写,意为“弹性布局”,用来为盒状模型提供最大的灵活性。 当设置display: flex后,继续给view等容器组件设置flex-direction:row或column,就可以在该容器内按行或列排布子组件。uni-ap…...
【跟小嘉学 Rust 编程】十七、面向对象语言特性
系列文章目录 【跟小嘉学 Rust 编程】一、Rust 编程基础 【跟小嘉学 Rust 编程】二、Rust 包管理工具使用 【跟小嘉学 Rust 编程】三、Rust 的基本程序概念 【跟小嘉学 Rust 编程】四、理解 Rust 的所有权概念 【跟小嘉学 Rust 编程】五、使用结构体关联结构化数据 【跟小嘉学…...

mall :rabbit项目源码解析
文章目录 一、mall开源项目1.1 来源1.2 项目转移1.3 项目克隆 二、RabbitMQ 消息中间件2.1 rabbit简介2.2 分布式后端项目的使用流程2.3 分布式后端项目的使用场景 三、安装RabbitMQ(Win10)3.1安装erLang语言,配置环境变量3.2 安装RabbitMQ服务端3.3 测试安装效果 四…...

JDBC连接数据库
目录 一.什么是JDBC 二.JDBC的实现步骤 三.简单使用JDBC 一.什么是JDBC JDBC是Java数据库连接,是java中提供数据库访问的Java API,它为关系型数据库的提供了统一访问规范。 二.JDBC的实现步骤 1.创建数据库连接 这里有两种方式: DataSource创建,提…...

Linux学习之Ubuntu 20中OpenResty的nginx目录里内容和配置文件
参考的文章是《nginx配置详解》 可以参考我以前的文章安装OpenResty。 cd /usr/local/openresty切换目录,ls -l查看目录里边的内容。 我的系统中,nginx目录是/usr/local/openresty/nginx,在这个目录里边有一些目录,如下ÿ…...

使用axi_quad_spi操作spi_flash
文章目录 基本测试情况IP支持的命令 基本测试情况 有spi_flash需要访问,为简单计,选择使用axi_quad_spi进行操作。开始时,将IP配置成如下参数, 这样配置,是想着能够适应各家的FLASH(实际使用的则是micron…...

Linux:tomcat (源码包安装)(官网下载-安装-启动-配置-等等等-----从入门到入土)
介绍 Apache Tomcat软件是一个开源实现 Jakarta Servlet、Jakarta Server Pages、Jakarta Expression Language、Jakarta WebSocket、Jakarta Annotations 和 Jakarta Authentication 规范。 这些规范是Jakarta EE平台的一部分。 Apache Tomcat软件是在开放和参与式中开发的。 …...

中科驭数以DPU先进计算技术,夯实下一代金融IT基础设施底座
由中国计算机学会主办的第19届CCF全国高性能计算学术年会(CCF HPC China 2023)于8月23日至26日在青岛成功召开。在“高性能金融计算”主题论坛上,中科驭数高级副总裁、CTO卢文岩应邀发表了题为《DPU先进计算技术助力下一代交易底座》的演讲&a…...
Android 手游聚合SDK小知识(二) 聚合分包
更新: 在上一篇文章中,我们介绍了如何聚合SDK的基本原理,介绍了聚合SDK的接口设计,那么当CP接入了我们的聚合SDK,给了我们游戏apk包时,这时我们又当如何分发渠道包呢? 分发渠道包:…...

【RISC-V】RISC-V寄存器
一、通用寄存器 32位RISC-V体系结构提供32个32位的整型通用寄存器寄存器别名全称说明X0zero零寄存器可做源寄存器(rs)或目标寄存器(rd)X1ra链接寄存器保存函数返回地址X2sp栈指针寄存器指向栈的地址X3gp全局寄存器用于链接器松弛优化X4tp线程寄存器常用于在OS中保存指向进程控…...

Python爬虫异常处理实践:处理被封禁和网站升级问题
在这篇文章中,我们将一起探讨Python爬虫异常处理实践,特别关注处理被封禁和网站升级问题。让我们一起来看看如何解决这些问题,提高我们爬虫程序的稳定性和可靠性。 首先,我们要了解为什么会遇到这些问题。网站封禁爬虫的原因主…...

重大工程建造云服务平台源码 SpringCloud+Vue
技术架构: 微服务JavaSpring Cloud VueUniApp MySql 开发语言:Java 开发工具:Idea 前端框架:Vue 后端框架:Spring Cloud 数 据 库:MySql 移 动 端:UniApp 系统端口:PC端&…...

MyBatisPlus简单入门
1、简单介绍MyBatisPlus MyBatisPlus是一个MyBatis的增强工具,在MyBatis的基础上只做增强不做改变,完全去SQL化,封装好了大量的CRUD操作。甚至吧CRUD操作封装到了Service层,可以直接在Controller调用现成的CRUD服务层,…...

神经网络入门
神经网络的基本骨架 1. nn.Module的使用 所有的模型都要继承 Module 类需要重写初始化函数和运算步骤函数 eg: import torch.nn as nn import torch.nn.functional as Fclass Model(nn.Module): # 继承父类Module def __init__(self): # 重写初始化函数super()…...

SpringBoot-17-MyBatis动态SQL标签之常用标签
文章目录 1 代码1.1 实体User.java1.2 接口UserMapper.java1.3 映射UserMapper.xml1.3.1 标签if1.3.2 标签if和where1.3.3 标签choose和when和otherwise1.4 UserController.java2 常用动态SQL标签2.1 标签set2.1.1 UserMapper.java2.1.2 UserMapper.xml2.1.3 UserController.ja…...

使用VSCode开发Django指南
使用VSCode开发Django指南 一、概述 Django 是一个高级 Python 框架,专为快速、安全和可扩展的 Web 开发而设计。Django 包含对 URL 路由、页面模板和数据处理的丰富支持。 本文将创建一个简单的 Django 应用,其中包含三个使用通用基本模板的页面。在此…...

大型活动交通拥堵治理的视觉算法应用
大型活动下智慧交通的视觉分析应用 一、背景与挑战 大型活动(如演唱会、马拉松赛事、高考中考等)期间,城市交通面临瞬时人流车流激增、传统摄像头模糊、交通拥堵识别滞后等问题。以演唱会为例,暖城商圈曾因观众集中离场导致周边…...

DAY 47
三、通道注意力 3.1 通道注意力的定义 # 新增:通道注意力模块(SE模块) class ChannelAttention(nn.Module):"""通道注意力模块(Squeeze-and-Excitation)"""def __init__(self, in_channels, reduction_rat…...
Java入门学习详细版(一)
大家好,Java 学习是一个系统学习的过程,核心原则就是“理论 实践 坚持”,并且需循序渐进,不可过于着急,本篇文章推出的这份详细入门学习资料将带大家从零基础开始,逐步掌握 Java 的核心概念和编程技能。 …...

图表类系列各种样式PPT模版分享
图标图表系列PPT模版,柱状图PPT模版,线状图PPT模版,折线图PPT模版,饼状图PPT模版,雷达图PPT模版,树状图PPT模版 图表类系列各种样式PPT模版分享:图表系列PPT模板https://pan.quark.cn/s/20d40aa…...
#Uniapp篇:chrome调试unapp适配
chrome调试设备----使用Android模拟机开发调试移动端页面 Chrome://inspect/#devices MuMu模拟器Edge浏览器:Android原生APP嵌入的H5页面元素定位 chrome://inspect/#devices uniapp单位适配 根路径下 postcss.config.js 需要装这些插件 “postcss”: “^8.5.…...

初探Service服务发现机制
1.Service简介 Service是将运行在一组Pod上的应用程序发布为网络服务的抽象方法。 主要功能:服务发现和负载均衡。 Service类型的包括ClusterIP类型、NodePort类型、LoadBalancer类型、ExternalName类型 2.Endpoints简介 Endpoints是一种Kubernetes资源…...
音视频——I2S 协议详解
I2S 协议详解 I2S (Inter-IC Sound) 协议是一种串行总线协议,专门用于在数字音频设备之间传输数字音频数据。它由飞利浦(Philips)公司开发,以其简单、高效和广泛的兼容性而闻名。 1. 信号线 I2S 协议通常使用三根或四根信号线&a…...

PHP 8.5 即将发布:管道操作符、强力调试
前不久,PHP宣布了即将在 2025 年 11 月 20 日 正式发布的 PHP 8.5!作为 PHP 语言的又一次重要迭代,PHP 8.5 承诺带来一系列旨在提升代码可读性、健壮性以及开发者效率的改进。而更令人兴奋的是,借助强大的本地开发环境 ServBay&am…...