2019年Java大厂面试题讲解（周阳） 之Volatile和JMM内存模型的可见性

Volatile和JMM内存模型的可见性

谈谈对Volatile的理解

JMM是什么

JMM的特性

可见性代码验证

JUC（java.util.concurrent）

进程和线程

进程：后台运行的程序（我们打开的一个软件，就是进程）

线程：轻量级的进程，并且一个进程包含多个线程（同在一个软件内，同时运行窗口，就是线程）

并发和并行

并发：同时访问某个东西，就是并发

并行：一起做某些事情，就是并行

JUC下的三个包

java.util.concurrent

java.util.concurrent.atomic

java.util.concurrent.locks

谈谈对Volatile的理解

Volatile在日常的单线程环境是应用不到的

Volatile是Java虚拟机提供的轻量级的同步机制（三大特性）

保证可见性

不保证原子性

禁止指令重排

JMM是什么

JMM是Java内存模型，也就是Java Memory Model，简称JMM，本身是一种抽象的概念，实际上并不存在，它描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式

JMM关于同步的规定：

线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存

线程解锁前，必须读取主内存的最新值，到自己的工作内存

加锁和解锁是同一把锁

由于JVM运行程序的实体是线程，而每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存（有些地方称为栈空间），工作内存是每个线程的私有数据区域，而Java内存模型中规定所有变量都存储在主内存，主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问**，但线程对变量的操作（读取赋值等）必须在工作内存中进行，首先要将变量从主内存拷贝到自己的工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写会主内存，**不能直接操作主内存中的变量，各个线程中的工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝，因此不同的线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信（传值）必须通过主内存来完成，其简要访问过程：

数据传输速率：硬盘 < 内存 < < cache < CPU

上面提到了两个概念：主内存 和 工作内存

主内存：就是计算机的内存，也就是经常提到的8G内存，16G内存

工作内存：但我们实例化 new student，那么 age = 25 也是存储在主内存中

当同时有三个线程同时访问 student中的age变量时，那么每个线程都会拷贝一份，到各自的工作内存，从而实现了变量的拷贝

即：JMM内存模型的可见性，指的是当主内存区域中的值被某个线程写入更改后，其它线程会马上知晓更改后的值，并重新得到更改后的值。

JMM的特性

JMM的三大特性，volatile只保证了两个，即可见性和有序性，不满足原子性

可见性

原子性

有序性

可见性代码验证

但我们对于成员变量没有添加任何修饰时，是无法感知其它线程修改后的值

package com.moxi.interview.study.thread; /** * Volatile Java虚拟机提供的轻量级同步机制 * * 可见性（及时通知） * 不保证原子性 * 禁止指令重排 * * @author: 轻狂书生 * @create: 2020-03-09-15:58 */ import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 假设是主物理内存 */ class MyData { int number = 0; public void addTo60() { this.number = 60; } } /** * 验证volatile的可见性 * 1. 假设int number = 0， number变量之前没有添加volatile关键字修饰 */ public class VolatileDemo { public static void main(String args []) { // 资源类 MyData myData = new MyData(); // AAA线程 实现了Runnable接口的，lambda表达式 new Thread(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in"); // 线程睡眠3秒，假设在进行运算 try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 修改number的值 myData.addTo60(); // 输出修改后的值 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t update number value:" + myData.number); }, "AAA").start(); while(myData.number == 0) { // main线程就一直在这里等待循环，直到number的值不等于零 } // 按道理这个值是不可能打印出来的，因为主线程运行的时候，number的值为0，所以一直在循环 // 如果能输出这句话，说明AAA线程在睡眠3秒后，更新的number的值，重新写入到主内存，并被main线程感知到了 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t mission is over"); /** * 最后输出结果： * AAA come in * AAA update number value:60 * 最后线程没有停止，并行没有输出 mission is over 这句话，说明没有用volatile修饰的变量，是没有可见性 */ } }

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

输出结果为

最后线程没有停止，并行没有输出 mission is over 这句话，说明没有用volatile修饰的变量，是没有可见性

当我们修改MyData类中的成员变量时，并且添加volatile关键字修饰

/** * 假设是主物理内存 */ class MyData { /** * volatile 修饰的关键字，是为了增加 主线程和线程之间的可见性，只要有一个线程修改了内存中的值，其它线程也能马上感知 */ volatile int number = 0; public void addTo60() { this.number = 60; } }

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

最后输出的结果为：

主线程也执行完毕了，说明volatile修饰的变量，是具备JVM轻量级同步机制的，能够感知其它线程的修改后的值。

Java JVM 任务调度

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。