jvm - （Java内存模型）

曾经终败给现在 2024-03-22 23:56 57阅读 0赞

JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，它是Java程序运行的基础。Java内存模型（Java Memory Model，简称JMM）定义了Java程序中多线程并发访问共享变量的规则。 下面是一个简单的示例代码，展示了Java内存模型的一些特性：

javaCopy codepublic class JVMExample {
        private static boolean flag = false;
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread thread1 = new Thread(() -> {
                while (!flag) {
                    // 空循环
                }
                System.out.println("Thread 1 finished.");
            });
            Thread thread2 = new Thread(() -> {
                flag = true;
                System.out.println("Thread 2 finished.");
            });
            thread1.start();
            Thread.sleep(1000); // 等待1秒钟，确保线程1已经开始执行
            thread2.start();
            thread1.join();
            thread2.join();
            System.out.println("Main thread finished.");
        }
    }

这段代码创建了两个线程，一个线程不断地检查`flag`的值是否为`false`，另一个线程将`flag`的值改为`true`。如果JVM的内存模型能够正确地工作，那么第一个线程应该能够在第二个线程修改`flag`的值后退出循环。 JVM的内存模型确保了线程之间的可见性和有序性。可见性是指一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的，有序性是指程序的执行顺序与代码的顺序一致。 需要注意的是，以上代码只是用来展示Java内存模型的特性，并不是一个合理的线程同步实现。在实际开发中，应该使用`volatile`关键字、`synchronized`关键字或者`java.util.concurrent`包中的锁机制来保证线程之间的同步和正确性。

**目录**

JVM - Java内存模型

什么是Java内存模型？

主内存（Main Memory）

工作内存（Working Memory）

内存间的交互

Java内存模型的特性

可见性（Visibility）

有序性（Ordering）

原子性（Atomicity）

如何正确使用Java内存模型？

使用volatile关键字

使用synchronized关键字

使用原子类

使用线程安全的数据结构

总结

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## JVM - Java内存模型 ##

Java虚拟机（JVM）是Java语言的运行环境，它负责将Java程序编译后的字节码解释成机器码并执行。在JVM中，Java内存模型（Java Memory Model，JMM）是一个重要的概念，它定义了多线程环境下Java程序中的内存访问行为。

### 什么是Java内存模型？ ###

Java内存模型定义了多线程环境下Java程序中的内存访问规则。它确保了多线程程序在不同线程之间进行数据共享时的可见性、有序性和原子性。Java内存模型规定了以下几个重要的概念：

#### 主内存（Main Memory） ####

主内存是JVM中的一块区域，对所有线程可见。它存储了Java程序中的所有变量和对象。

#### 工作内存（Working Memory） ####

工作内存是线程私有的，每个线程都有自己的工作内存。它存储了线程执行过程中需要使用的变量和对象的拷贝。

#### 内存间的交互 ####

JVM中的线程在执行过程中需要将变量和对象从主内存拷贝到工作内存中进行操作，并在操作完成后将结果写回主内存。这个过程称为内存间的交互。

### Java内存模型的特性 ###

Java内存模型具有以下几个重要的特性：

#### 可见性（Visibility） ####

可见性指的是当一个线程修改了共享变量的值后，其他线程能够立即看到这个修改。Java内存模型通过使用volatile关键字和synchronized关键字来保证可见性。

#### 有序性（Ordering） ####

有序性指的是程序中的操作按照一定的顺序执行。Java内存模型保证了volatile关键字和synchronized关键字的语义，使得在多线程环境下操作能够按照一定的顺序执行。

#### 原子性（Atomicity） ####

原子性指的是一个操作是不可中断的。Java内存模型通过使用synchronized关键字和java.util.concurrent包中的原子类来保证原子性操作。

### 如何正确使用Java内存模型？ ###

在多线程编程中，正确使用Java内存模型非常重要。以下是一些使用Java内存模型的最佳实践：

#### 使用volatile关键字 ####

使用volatile关键字修饰共享变量，可以保证对该变量的读写操作具有可见性。当一个线程修改了volatile变量的值后，其他线程能够立即看到这个修改。

#### 使用synchronized关键字 ####

使用synchronized关键字保护共享资源的访问，可以保证对该资源的操作具有原子性和有序性。synchronized关键字可以用来修饰代码块或方法。

#### 使用原子类 ####

使用java.util.concurrent包中的原子类来进行原子操作，这些类提供了一些常见的原子操作，如原子赋值、原子加法等。

#### 使用线程安全的数据结构 ####

使用线程安全的数据结构来避免多线程环境下的竞态条件。例如，使用ConcurrentHashMap而不是HashMap。

### 总结 ###

Java内存模型是Java多线程编程中的重要概念，它定义了多线程环境下Java程序中的内存访问规则。合理地使用Java内存模型可以保证多线程程序的正确性和性能。在多线程编程中，我们应该根据具体情况选择合适的同步机制，如volatile关键字、synchronized关键字和原子类，以及使用线程安全的数据结构，来保证程序的正确性和性能。