这篇文章上次修改于 1914 天前，可能其部分内容已经发生变化，如有疑问可询问作者。 > 导致可见性的原因是缓存，导致有序性的原因是编译优化，那解决可见性、有序性最直接的办法就是禁用缓存和编译优化，但是这样问题虽然解决了，我们程序的性能可就堪忧了。合理的方案应该是按需禁用缓存以及编译优化。java 内存模型是个很复杂的规范，可以从不同的视角来解读，站在我们这些程序员的视角，本质上可以理解为，Java 内存模型规范了 JVM 如何提供按需禁用缓存和编译优化的方法。具体来说，这些方法包括 volatile、synchronized 和 final 三个关键字，以及六项 Happens-Before 规则，这也正是本期的重点内容 一。volatile使用---volatile 关键字并不是 Java 语言的特产，古老的 C 语言里也有，它最原始的意义就是禁用 CPU 缓存。，我们声明一个 volatile 变量 volatile int x = 0，它表达的是：告诉编译器，对这个变量的读写，不能使用 CPU 缓存，必须从内存中读取或者写入。这个语义看上去相当明确，但是在实际使用的时候却会带来困惑。 如下面的代码：直觉上看，应该是 42，那实际应该是多少呢？这个要看 Java 的版本，如果在低于 1.5 版本上运行，x 可能是 42，也有可能是 0；如果在 1.5 以上的版本上运行，x 就是等于 42。 ```bash // 以下代码来源于【参考 1】 class VolatileExample { int x = 0; volatile boolean v = false; public void writer() { x = 42; v = true; } public void reader() { if (v == true) { // 这里 x 会是多少呢？ } } } ``` Happens-Before 六规则,happends before 可以理解为：前面一个操作的结果对后续操作是可见的 1.程序的顺序性规则： 这条规则是指在一个线程中，按照程序顺序，前面的操作 Happens-Before 于后续的任意操作 2.volatile 变量规则(java 1.5之后),指对一个 volatile 变量的写操作， Happens-Before 于后续对这个 volatile 变量的读操作 3.传递性： 如果 A Happens-Before B，且 B Happens-Before C，那么 A Happens-Before C。 分析： “x=42” Happens-Before 写变量 “v=true” ，这是规则 1 的内容； 写变量“v=true” Happens-Before 读变量 “v=true”，这是规则 2 的内容 。 再根据这个传递性规则，我们得到结果：“x=42” Happens-Before 读变量“v=true”。 4. 管程中锁的规则---指对一个锁的解锁 Happens-Before 于后续对这个锁的加锁。 管程是一种通用的同步原语，在 Java 中指的就是 synchronized，synchronized 是 Java 里对管程的实现。 ```bash synchronized (this) { // 此处自动加锁 // x 是共享变量, 初始值 =10 if (this.x < 12) { this.x = 12; } } // 此处自动解锁 ``` 管程中锁的规则，可以这样理解：假设 x 的初始值是 10，线程 A 执行完代码块后 x 的值会变成 12（执行完自动释放锁），线程 B 进入代码块时，能够看到线程 A 对 x 的写操作，也就是线程 B 能够看到 x==12。这个也是符合我们直觉的，应该不难理解。 5.线程 start() 规则：它是指主线程 A 启动子线程 B 后，子线程 B 能够看到主线程在启动子线程 B 前的操作。 换句话说就是，如果线程 A 调用线程 B 的 start() 方法（即在线程 A 中启动线程 B），那么该 start() 操作 Happens-Before 于线程 B 中的任意操作。具体可参考下面示例代码。 ```bash Thread B = new Thread(()->{ // 主线程调用 B.start() 之前 // 所有对共享变量的修改，此处皆可见 // 此例中，var==77 }); // 此处对共享变量 var 修改 var = 77; // 主线程启动子线程 B.start(); ``` 6. 线程 join() 规则----这条是关于线程等待的。它是指主线程 A 等待子线程 B 完成（主线程 A 通过调用子线程 B 的 join() 方法实现）当子线程 B 完成后（主线程 A 中 join() 方法返回），主线程能够看到子线程的操作。当然所谓的“看到”，指的是对共享变量的操作。 换句话说就是，如果在线程 A 中，调用线程 B 的 join() 并成功返回，那么线程 B 中的任意操作 Happens-Before 于该 join() 操作的返回。具体可参考下面示例代码。 ```bash Thread B = new Thread(()->{ // 此处对共享变量 var 修改 var = 66; }); // 例如此处对共享变量修改， // 则这个修改结果对线程 B 可见 // 主线程启动子线程 B.start(); B.join() // 子线程所有对共享变量的修改 // 在主线程调用 B.join() 之后皆可见 // 此例中，var==66 ``` 最后说下final---volatile 为的是禁用缓存以及编译优化，我们再从另外一个方面来看，有没有办法告诉编译器优化得更好一点呢？这个可以有，就是final 关键字。 final 修饰变量时，初衷是告诉编译器：这个变量生而不变，可以可劲儿优化。这也是函数式编程快的原因，不受各种happens before约束 Java 编译器在 1.5 以前的版本的确优化得很努力，以至于都优化错了。
没有评论