金融网站如何做设计方案,长沙网站设计,免费申请大王卡,济南网站建设富库网络Java内存模型#xff08;JMM#xff09;中的内存屏障是一种保证内存可见性、顺序性的底层机制。它们是一组指令#xff0c;用于在多线程环境中确保内存操作的有序性和可见性。内存屏障主要分为四类#xff1a;LoadLoad、StoreStore、LoadStore和StoreLoad。
内存屏障的类型…Java内存模型JMM中的内存屏障是一种保证内存可见性、顺序性的底层机制。它们是一组指令用于在多线程环境中确保内存操作的有序性和可见性。内存屏障主要分为四类LoadLoad、StoreStore、LoadStore和StoreLoad。
内存屏障的类型
LoadLoad屏障确保LoadLoad屏障前的读操作不会被重排序到屏障后的读操作之后。StoreStore屏障确保StoreStore屏障前的写操作不会被重排序到屏障后的写操作之后。LoadStore屏障确保LoadStore屏障前的读操作不会被重排序到屏障后的写操作之后。StoreLoad屏障确保StoreLoad屏障前的写操作不会被重排序到屏障后的读操作之后。这是最强的一种屏障因为它同时阻止了前方的写和读操作被重排序到屏障之后。
内存屏障在Java中的应用
在Java中volatile变量的读写synchronized的锁的获取与释放以及final字段的写操作都会涉及到内存屏障的使用来保证操作的有序性和可见性。
volatile变量 写volatile变量在写volatile变量之后会插入一个StoreStore屏障保证写操作之前的所有普通写非volatile写都完成还会插入一个StoreLoad屏障确保之后所有的读写操作都能看到这个volatile写。 读volatile变量在读volatile变量之前会插入一个LoadLoad屏障以及一个LoadStore屏障确保volatile读操作之前的所有读操作都完成。
synchronized 进入synchronized块会插入一个LoadLoad屏障和一个LoadStore屏障确保后续的读操作可以看到之前已经发生的写操作。 退出synchronized块会插入一个StoreStore屏障和一个StoreLoad屏障保证锁释放之前的所有操作包括所有的读写操作都完成。
代码演示
Java代码本身并不直接操作内存屏障但可以通过Unsafe类来模拟内存屏障的效果。以下是一个简化的示例不是直接在Java代码中使用的实际模式因为JMM的内存屏障是自动管理的。
class MemoryBarrierExample {private volatile int flag 0;private int ordinaryVar 1;public void write() {ordinaryVar 2; // 普通写操作flag 1; // volatile写带有StoreStore屏障和StoreLoad屏障}public void read() {int localFlag flag; // volatile读带有LoadLoad屏障和LoadStore屏障int localVar ordinaryVar; // 普通读操作System.out.println(localFlag: localFlag , localVar: localVar);}
}这个例子中write方法先进行了一个普通的写操作然后写入了一个volatile变量这将插入必要的内存屏障。read方法首先读取了volatile变量确保所有之前的写操作对当前线程可见然后再进行普通的读操作。
总结
虽然Java程序员在编写日常代码时不直接与内存屏障打交道了解内存屏障的工作原理对于理解JMM的内存可见性和操作的有序性至关重要。通过对volatile变量的操作、synchronized块的进入和退出以及final字段的写操作Java在底层自动插入相应的内存屏障从而保证多线程环境中的内存一致性和线程安全。
