java内存间交互规则

Java内存模型（JMM）定义线程与主内存、工作内存的交互规则，确保共享变量的可见性、有序性和原子性；通过read/load/use/assign/store/write/lock/unlock八种原子操作及约束保障多线程安全。

Java内存模型（Java Memory Model, JMM）定义了多线程环境下，线程与主内存、工作内存之间的交互规则。这些规则确保了共享变量的可见性、有序性和原子性，是理解并发编程的基础。

主内存与工作内存

在Java中，所有变量都存储在主内存中。每个线程有自己的工作内存，保存了该线程使用到的变量的副本。线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，不能直接读写主内存中的数据。

注意：这里的“工作内存”并不对应物理上的真实内存区域，更像是CPU寄存器或高速缓存的抽象描述。

内存间交互操作

JMM定义了8种原子操作来完成主内存和工作内存之间的交互：

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

• read（读取）：把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存。
• load（载入）：把read操作从主内存得到的值放入工作内存的变量副本中。
• use（使用）：把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，例如用于计算或判断。
• assign（赋值）：把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存中的变量，例如给变量i赋值10。
• store（存储）：把工作内存中一个变量的值传送到主内存中。
• write（写入）：把store操作从工作内存中得到的值放入主内存的变量中。
• lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为被某个线程独占状态。
• unlock（解锁）：释放一个被锁定的变量，使其可被其他线程锁定。

这些操作必须按顺序执行，并且满足以下规则：

JTopCms建站系统

JTopCMS基于JavaEE自主研发，是用于管理站群内容的国产开源软件(CMS)，能高效便捷地进行内容采编，审核，模板制作，用户交互以及文件等资源的维护。安全，稳定，易扩展，支持国产中间件及数据库，适合建设政府，教育以及企事业单位的站群系统。 系统特色 1. 基于 JAVA 标准自主研发，支持主流国产信创环境，国产数据库以及国产中间件。安全，稳定，经过多次政务与企事业单位项目长期检验，顺利通过

0

查看详情

• 不允许read和load、store和write操作单独出现，即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受，或者工作内存发起了写回但主内存不接收。
• 不允许线程丢弃最近的assign操作，一旦变量在工作内存中改变了，必须把变化同步回主内存。
• 不允许一个线程无原因地把数据写回主内存，即没有发生过assign操作的变量不能写回主内存。
• 一个新变量只能在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用未初始化的变量。
• 一个变量在同一时刻只能被一个线程lock，lock操作会清空该变量在工作内存中的值，重新从主内存read和load。
• 同一个线程可以多次lock同一个变量，但必须执行相同次数的unlock才能真正释放。
• 未被lock的变量不能执行unlock操作，且unlock操作必须作用于当前线程已锁定的变量。
• 在执行unlock前，必须先把变量同步回主内存（执行store和write）。

volatile关键字的作用

volatile是JMM中提供的一种轻量级同步机制，它保证了变量的可见性和禁止指令重排序：

• 当一个变量被volatile修饰，任何线程修改该变量后，新值会立即刷新到主内存。
• 其他线程读取该变量时，会强制从主内存重新加载，确保看到最新的值。
• 对volatile变量的操作不会被JVM重排序优化，从而保证一定的有序性。

但volatile不保证复合操作的原子性，比如i++这种读-改-写操作仍需synchronized或Atomic类来保证线程安全。

synchronized与内存可见性

synchronized块不仅保证了代码的原子性，也隐含了内存同步语义：

• 进入synchronized块时，会清空工作内存中该锁对应变量的副本，重新从主内存加载。
• 退出synchronized块时，必须将工作内存中的变量值刷新回主内存。

这使得多个线程在竞争同一把锁时，能够看到共享变量的最新状态。

基本上就这些。理解这些交互规则有助于写出正确的并发程序，避免因内存不可见或指令重排导致的问题。虽然日常开发中更多依赖高级并发工具，但底层原理仍是关键支撑。

以上就是java内存间交互规则的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！