Java 并发编程中的内存一致性模型是什么?

2024年 5月 9日 65.0k 0

java 的内存一致性模型(mcm)使用 "先行发生原则" 确保多线程程序中对共享内存的一致访问。先行发生原则定义了操作之间的顺序关系,包括程序顺序、锁定、volatile 变量、final 变量和传递性。在实战中,同步方法可确保对共享内存的写操作对其他线程可见,但不能保证原子性。

Java 并发编程中的内存一致性模型是什么?-1

Java 并发编程中的内存一致性模型

定义

内存一致性模型(MCM)定义了多线程程序中对共享内存的访问方式,以确保所有线程看到内存中的一致状态。

Java 的 MCM

Java 使用一种称作 "先行发生原则(happens-before)" 的 MCM,该原则规定了线程之间的内存操作的相对顺序。先行发生原则定义了以下几种先行发生关系:

  • 程序顺序:一个线程中按程序顺序执行的操作具有先行发生关系。
  • 锁定:获取锁的操作与后续解锁操作具有先行发生关系。
  • volatile 变量:对 volatile 变量的写操作与后续对 volatile 变量的读操作具有先行发生关系。
  • final 变量:对 final 变量的初始化与后续对 final 变量的读操作具有先行发生关系。
  • 传递性:如果 A 先行发生于 B,B 先行发生于 C,则 A 先行发生于 C。

实战案例

考虑以下代码段:

int x = 0;

public synchronized void incrementX() {
    x++;
}

public int getX() {
    return x;
}

在这个例子中,对 x 字段的写操作发生在同步方法 incrementX() 中。这意味着对 x 字段的读操作(在 getX() 方法中执行)将总是看到 x 的最新值,因为同步保证了任何其他线程无法同时执行 incrementX() 方法。

重要注意事项

  • 可见性:precedence-happens-before 确保一个线程对共享内存的修改将对其他线程可见。
  • 原子性:precedence-happens-before 不能保证对共享内存的操作是原子的。如果需要原子操作,应使用诸如 synchronized 或 atomic 变量等机制。

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