【并发编程的艺术】Java内存模型总结

简介: 基于前面系列文章,我们可以对Java内存模型(JMM)进行总结

系列文章:

【并发编程的艺术】JVM 体系与内存模型

【并发编程的艺术】JAVA 并发机制的底层原理

【并发编程的艺术】JAVA 原子操作实现原理

【并发编程的艺术】JVM 内存模型

【并发编程的艺术】详解指令重排序与数据依赖

【并发编程的艺术】Java 内存模型的顺序一致性

【并发编程的艺术】详解单例模式的实现方式(Java)

基于前面系列文章,我们可以对Java内存模型(JMM)进行总结,内容如下:

一 处理器的内存模型

常见处理器的内存模型特征如下表所示:

image.png

   从上表中可见,所有处理器都允许写-读重排序,因为都使用了写缓存,而写缓存可能导致写-读操作重排序。同时,也发现这些处理器内存模型都允许更早读到当前处理器的写,原因也是因为写缓存。由于写缓存只对当前处理器可见,这个特性可以使当前处理器比其他处理器先看到临时保存在自己写缓存的写。

   处理器的一个设计原则:越是追求性能的处理器,内存模型会设计得越弱。因为内存模型的限制会阻碍处理器对性能的优化,所以这是一个取舍问题。

   常见的处理器内存模型要弱于JMM。为了屏蔽JMM与处理器,以及不同处理器之间内存模型的差异,Java编译器在生成字节码时会在执行指令序列的适当位置插入内存屏障,来限制一些重排序;不同处理器中需要插入的内存屏障数量和种类也不相同。针对上面表中列举的几种处理器,JMM需要插入的内存屏障示意图如下所示:

image.png

二 JMM与处理器内存模型、顺序一致性模型关系

首先明确几点:

1、JMM是语言级的内存模型

2、处理器内存模型是硬件级的内存模型

3、顺序一致性模型是理论参考模型

它们之间的关系对比如下图所示:

image.png

JMM与顺序一致性模型在单线程/多线程,以及是否正确同步的条件下执行结果情况:

三 JSR-133的改进

JSR-133对应JDK5版本,对以前的旧内存模型的补充和改进主要有以下两个:

1、增强volatile内存语义

   以前的模型允许volatile变量与非volatile变量重排序,而JSR-133严格限制了两种变量的重排序,使volatile的写-读和锁的释放-获取有了相同的内存语义。

2、增强final的内存语义

   在以前的模型中,多次读取同一个final变量的值是有可能不同的。JSR-133给final增加了两个重排序规则,在保证final引用不会从构造函数内逃逸的情况下,final具有了初始化安全性。

参考文章

The JSR-133 Cookbook for Compiler Writers

相关文章
|
16天前
|
存储 Java 编译器
Java内存模型(JMM)深度解析####
本文深入探讨了Java内存模型(JMM)的工作原理,旨在帮助开发者理解多线程环境下并发编程的挑战与解决方案。通过剖析JVM如何管理线程间的数据可见性、原子性和有序性问题,本文将揭示synchronized关键字背后的机制,并介绍volatile关键字和final关键字在保证变量同步与不可变性方面的作用。同时,文章还将讨论现代Java并发工具类如java.util.concurrent包中的核心组件,以及它们如何简化高效并发程序的设计。无论你是初学者还是有经验的开发者,本文都将为你提供宝贵的见解,助你在Java并发编程领域更进一步。 ####
|
11天前
|
缓存 算法 Java
本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制
在现代软件开发中,性能优化至关重要。本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制。通过调整垃圾回收器参数、优化堆大小与布局、使用对象池和缓存技术,开发者可显著提升应用性能和稳定性。
33 6
|
15天前
|
存储 缓存 安全
Java内存模型(JMM):深入理解并发编程的基石####
【10月更文挑战第29天】 本文作为一篇技术性文章,旨在深入探讨Java内存模型(JMM)的核心概念、工作原理及其在并发编程中的应用。我们将从JMM的基本定义出发,逐步剖析其如何通过happens-before原则、volatile关键字、synchronized关键字等机制,解决多线程环境下的数据可见性、原子性和有序性问题。不同于常规摘要的简述方式,本摘要将直接概述文章的核心内容,为读者提供一个清晰的学习路径。 ####
35 2
|
16天前
|
存储 安全 Java
什么是 Java 的内存模型?
Java内存模型(Java Memory Model, JMM)是Java虚拟机(JVM)规范的一部分,它定义了一套规则,用于指导Java程序中变量的访问和内存交互方式。
38 1
|
22天前
|
存储 运维 Java
💻Java零基础:深入了解Java内存机制
【10月更文挑战第18天】本文收录于「滚雪球学Java」专栏,专业攻坚指数级提升,希望能够助你一臂之力,帮你早日登顶实现财富自由🚀;同时,欢迎大家关注&&收藏&&订阅!持续更新中,up!up!up!!
27 1
|
25天前
|
监控 安全 Java
Java Z 垃圾收集器如何彻底改变内存管理
大家好,我是V哥。今天聊聊Java的ZGC(Z Garbage Collector)。ZGC是一个低延迟垃圾收集器,专为大内存应用场景设计。其核心优势包括:极低的暂停时间(通常低于10毫秒)、支持TB级内存、使用着色指针实现高效对象管理、并发压缩和去碎片化、不分代的内存管理。适用于实时数据分析、高性能服务器和在线交易系统等场景,能显著提升应用的性能和稳定性。如何启用?只需在JVM启动参数中加入`-XX:+UseZGC`即可。
144 0
|
4月前
|
算法 Java 开发者
Java面试题:Java内存探秘与多线程并发实战,Java内存模型及分区:理解Java堆、栈、方法区等内存区域的作用,垃圾收集机制:掌握常见的垃圾收集算法及其优缺点
Java面试题:Java内存探秘与多线程并发实战,Java内存模型及分区:理解Java堆、栈、方法区等内存区域的作用,垃圾收集机制:掌握常见的垃圾收集算法及其优缺点
39 0
|
算法 Java
【Java 虚拟机原理】垃圾回收算法 ( Java 虚拟机内存分区 | 垃圾回收机制 | 引用计数器算法 | 引用计数循环引用弊端 )
【Java 虚拟机原理】垃圾回收算法 ( Java 虚拟机内存分区 | 垃圾回收机制 | 引用计数器算法 | 引用计数循环引用弊端 )
143 0
|
存储 Java 程序员
java-jvm-内存分区
 学过C语言的朋友都知道C编译器在划分内存区域的时候经常将管理的区域划分为数据段和代码段,数据段包括堆、栈以及静态数据区。那么在Java语言当中,内存又是如何划分的呢?   由于Java程序是交由JVM执行的,所以我们在谈Java内存区域划分的时候事实上是指JVM内存区域划分。
1429 0