每日一道面试题之什么是Java内存模型?

简介: 每日一道面试题之什么是Java内存模型?

什么是Java内存模型

Java内存模型(Java Memory Model,JMM)是在执行 Java 程序时,对内存的管理和分配方式的一种规范,它能确保多线程环境下对共享内存访问的正确性和可靠性


为什么要提出Java内存模型?

由于在多线程环境下,线程之间的执行顺序是不确定的,可能会导致以下问题:


可见性问题:一个线程对共享变量的修改可能对其他线程不可见,导致数据不一致的问题。


有序性问题:由于指令重排序的存在,不同线程中的操作可能会被重新排序,导致程序的执行顺序与代码的顺序不一致。


原子性问题:对于一些复合操作,如读取-修改-写入操作,可能会被其他线程中断,导致数据的不一致性。


为了解决上述这些问题,Java内存模型定义了一套规范,明确了线程之间如何与主内存和工作内存进行交互,以及如何保证多线程之间的可见性、有序性和原子性。


Java内存模型是如何解决多线程并发访问共享内存的问题?

Java内存模型通过以下方式来解决多线程并发访问共享内存的正确性和可靠性问题:


原子性保证:Java内存模型保证对基本数据类型的读写操作具有原子性。即一个线程对一个变量的读写操作是不可中断的。这样可以避免多线程同时对同一个变量进行写操作导致的数据不一致问题。


可见性保证:Java内存模型保证一个线程对一个变量的写操作对其他线程是可见的。即一个线程对一个变量的修改会立即被其他线程看到。这样可以避免一个线程修改了共享变量的值,而其他线程还在使用旧值的问题。


有序性保证:Java内存模型保证程序的执行顺序按照代码的先后顺序执行,但不保证不同线程中的操作的顺序。即JMM允许指令重排序,但会保证重排序后的执行结果与代码顺序一致。这样可以提高程序的执行效率,仍然保证了多线程环境下的正确性。


volatile关键字:Java内存模型提供了volatile关键字,用于修饰变量。对于volatile修饰的变量,JMM保证对该变量的读写操作具有原子性和可见性。即对volatile变量的写操作会立即刷新到主内存,对volatile变量的读操作会从主内存中获取最新值。这样可以避免多线程对volatile变量的读写操作产生的数据不一致问题。


synchronized关键字:Java内存模型提供了synchronized关键字,用于实现线程之间的同步。通过对共享资源的加锁和解锁操作,可以保证多线程对共享资源的访问是互斥的,避免了数据竞争和不一致性问题。

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