JVM—内存可见性

什么是可见性

• 可见性：一个线程对共享变量值的修改,能够及时地被其他线程看到
• 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

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(共享变量)的访问规则,及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量的底层细节

• 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(主内存中该变量的一份拷贝)
  
  Java内存模型(JMM)两条规定
  1.线程对共享变量的所有操作都必须在自己的工作内存中进行,不能直接从主内存中读取
  2.不同线程之间无法直接访问其他线程工作内存中的变量,线程间变量值的传递需要通过主内存来完成

synchronized实现可见性

1. 原子性(同步)
2. 可见性

JMM关于synchronized的两条规定

1. 线程解锁前,必须把共享变量的最新值刷新到主内存中
2. 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存中重新读取最新的值(注意:加锁与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时对其他线程可见

volatile实现可见性

1. 能够保证volatile变量的可见性
2. 不能保证volatile变量复合操作的原子

volatile如何实现内存的可见性
深入来说:通过加入内存屏障和禁止重排序优化来实现的

1. 对volatile变量执行写操作时,会在写操作后加入一条store屏障指令
2. 对volatile变量执行读操作时,会在读操作前加入一条load屏障指令

通俗地讲:volatile变量在每次被线程访问时,都强迫从主内存中重读该变量的值,而当该变量发生变化时,又会强迫将最新的值刷新到主内存,这样任何时刻,不同的线程总能看到该变量的最新值

volatile不能保证volatile变量复合操作的原子性
原子性:每次只有一条线程能执行锁内代码

synchronized和volatile比较

• volatile不需要加锁,比synchronized更轻量级,不会阻塞线程
• 从内存可见性角度讲,volatile读相当于加锁,volatile写相当于解锁
• synchronized既能保证可见性,又能保证原子性,而volatile只能保证可见性,无法保证原子性