Jvm內(nèi)存模型深入介紹

1、1 web 端 java語言最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域之一，也會(huì)java最廣泛應(yīng)用的地方。而高并發(fā)高吞吐量也越來越成為端普遍需求，所有能夠發(fā)出并發(fā)的應(yīng)用程序，也成為一個(gè)高級(jí)程序員的必備技能。們將從jvm 內(nèi)存模型的角度來分析虛擬機(jī)如何實(shí)現(xiàn)多線程、多線程之間由于共享和競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的并發(fā)問題及解決思路。計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存架構(gòu)想要了解 jvm 內(nèi)存模型，們需要先了解下計(jì)算機(jī)的硬件內(nèi)存架構(gòu)正如上圖所示，經(jīng)過簡(jiǎn)化cpu與內(nèi)存操作的簡(jiǎn)易圖，實(shí)際上沒有這么簡(jiǎn)單，這里為了理解方便，們省去了南北橋并將三級(jí)緩存統(tǒng)一為cpu緩存(有些 cpu只有二級(jí)緩存，有些 cpu有三級(jí)緩存 )。就目前計(jì)算機(jī)而言，一般擁有多個(gè)cpu并且每個(gè) c

2、pu可能存在多個(gè)核心，多核指在一枚處理器(cpu)中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎 (內(nèi)核),這樣就可以支持多任務(wù)并行執(zhí)行，從多線程的調(diào)度來說，每個(gè)線程都會(huì)映到各個(gè) cpu核心中并行運(yùn)行。在cpu內(nèi)部有一組 cpu寄存器，寄存器cpu直接訪問和處理的數(shù)據(jù)，一個(gè)臨時(shí)放數(shù)據(jù)的空間。一般cpu都會(huì)從內(nèi)存取數(shù)據(jù)到寄存器，然后進(jìn)行處理，但由于內(nèi)存的處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于cpu，導(dǎo)致 cpu在處理指令時(shí)往往花費(fèi)很多時(shí)間在等待內(nèi)存準(zhǔn)備工作，于在寄存器和主內(nèi)存間了cpu緩存，cpu緩存比較小，但訪問速度比主內(nèi)存快得多，用它來作為內(nèi)存與處理器之間的緩沖：將運(yùn)算需要使用到的數(shù)據(jù)復(fù)制到緩存中，讓運(yùn)算能快速進(jìn)行，當(dāng)運(yùn)算結(jié)束后

3、再?gòu)木彺嫱降絻?nèi)存之中，這樣處理器就不用等待緩慢的內(nèi)存讀寫了?；诟咚倬彺娴拇鎯?chǔ)交互很好的解決了處理器與內(nèi)存的速度矛盾，但也為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來了更高的復(fù)雜度，因?yàn)樗肓艘粋€(gè)新的問題：緩存一致性。在多處理器系統(tǒng)中，每個(gè)處理器都有自己的高速緩存，而它們又共享同一主內(nèi)存(ram)。當(dāng)多個(gè)處理器的運(yùn)算任務(wù)都涉及同一塊主內(nèi)存區(qū)域時(shí)，將可能導(dǎo)致各自的緩存數(shù)據(jù)不一致，2 為了解決一致性問題，需要各個(gè)處理器訪問緩存時(shí)都遵循一些協(xié)議，在讀寫時(shí)根據(jù)協(xié)議來進(jìn)行操作，這些協(xié)議有msi、mesi、mosi 等。被稱為硬件的 “ 內(nèi)存模型 ” ，可以理解為在特定的操作協(xié)議下，對(duì)特定的內(nèi)存或高速緩存進(jìn)行讀寫訪問的過程抽象。

4、不同架構(gòu)的物理機(jī)器可以擁有不一樣的內(nèi)存模型，而們的java虛擬機(jī)也有自己的內(nèi)存模型。java 線程與硬件處理器了解完硬件的內(nèi)存架構(gòu)后，接著了解jvm中線程的實(shí)現(xiàn)原理，理解線程的實(shí)現(xiàn)原理，有助于們了解java內(nèi)存模型與硬件內(nèi)存架構(gòu)的關(guān)系，在window 系統(tǒng)和linux 系統(tǒng)上， java線程的實(shí)現(xiàn)基于一對(duì)一的線程模型，所謂的一對(duì)一模型，實(shí)際上就通過語言級(jí)別層面程序去間接調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核的線程模型，即們?cè)谑褂胘ava線程時(shí)， java虛擬機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)而調(diào)用當(dāng)前操作系統(tǒng)的內(nèi)核線程來完成當(dāng)前任務(wù)。這里需要了解一個(gè)術(shù)語，內(nèi)核線程(kernel-levelthread ，klt)，它由操作系統(tǒng)內(nèi)核(kernel

5、) 支持的線程，這種線程由操作系統(tǒng)內(nèi)核來完成線程切換，內(nèi)核通過操作調(diào)度器進(jìn)而對(duì)線程執(zhí)行調(diào)度，并將線程的任務(wù)映到各個(gè)處理器上。每個(gè)內(nèi)核線程可以視為內(nèi)核的一個(gè)分身 ,這也就操作系統(tǒng)可以同時(shí)處理多任務(wù)的原因。由于們編寫的多線程程序?qū)儆谡Z言層面的，程序一般不會(huì)直接去調(diào)用內(nèi)核線程，取而代之的一種輕量級(jí)的進(jìn)程 (lightweightprocess) ，也通常意義上的線程，由于每個(gè)輕量級(jí)進(jìn)程都會(huì)映到一個(gè)內(nèi)核線程，因此們可以通過輕量級(jí)進(jìn)程調(diào)用內(nèi)核線程，進(jìn)而由操作系統(tǒng)內(nèi)核將任務(wù)映到各個(gè)處理器，這種輕量級(jí)進(jìn)程與內(nèi)核線程間1 對(duì) 1 的關(guān)系就稱為一對(duì)一的線程模型。java 內(nèi)存模型內(nèi)存模型概述3 java內(nèi)存模型

6、 (即 javamemorymodel，簡(jiǎn)稱 jmm)本身一種抽象的概念，并不真實(shí)存在，它描述的一組規(guī)則或規(guī)范，通過這組規(guī)范定義了程序中各個(gè)變量（包括實(shí)例字段，靜態(tài)字段和構(gòu)成數(shù)組對(duì)象的元素）的訪問。java內(nèi)存模型的主要目標(biāo)定義程序中的各個(gè)變量的訪問規(guī)則，即如何在虛擬機(jī)中將變量存儲(chǔ)到內(nèi)存和從內(nèi)存中取出。此處的變量不包括局部變量和方法參數(shù)，因?yàn)樗鼈兙€程私有的，不會(huì)被共享，自然不存在競(jìng)爭(zhēng)問題。由于jvm運(yùn)行程序的實(shí)體線程，而每個(gè)線程創(chuàng)建時(shí)jvm 都會(huì)為其創(chuàng)建一個(gè)工作內(nèi)存(有些地方稱為棧空間 )，用于存儲(chǔ)線程私有的數(shù)據(jù)，而java內(nèi)存模型中規(guī)定所有變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存，主內(nèi)存共享內(nèi)存區(qū)域，所有線程都可

7、以訪問，但線程對(duì)變量的操作(讀取賦值等 )必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，首先要將變量從主內(nèi)存拷貝的自己的工作內(nèi)存空間，然后對(duì)變量進(jìn)行操作，操作完成后再將變量寫回主內(nèi)存，不能直接操作主內(nèi)存中的變量，工作內(nèi)存中存儲(chǔ)著主內(nèi)存中的變量副本拷貝，前面說過，工作內(nèi)存每個(gè)線程的私有數(shù)據(jù)區(qū)域，因此不同的線程間無法訪問對(duì)方的工作內(nèi)存，線程間的通信(傳值)必須通過主內(nèi)存來完成，線程、主內(nèi)存、工作內(nèi)存三者的關(guān)系如下圖弄清楚主內(nèi)存和工作內(nèi)存后，接了解一下主內(nèi)存與工作內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型以及操作，根據(jù)虛擬機(jī)規(guī)范，對(duì)于一個(gè)實(shí)例對(duì)象中的成員方法而言，如果方法中包含本地變量基本數(shù)據(jù)類型（ boolean,byte,short,char

8、,int,long,float,double ），將直接存儲(chǔ)在工作內(nèi)存的幀棧結(jié)構(gòu)中，但倘若本地變量引用類型，那么該變量的引用會(huì)存儲(chǔ)在功能內(nèi)存的幀棧中，而對(duì)象實(shí)例將存儲(chǔ)在主內(nèi)存(共享數(shù)據(jù)區(qū)域，堆 )中。但對(duì)于實(shí)例對(duì)象的成員變量，不管它基本數(shù)據(jù)類型或者包裝類型(integer 、double 等)還引用類型，都會(huì)被存儲(chǔ)到堆區(qū)。至于static 變量以及類本身相關(guān)信息將會(huì)存儲(chǔ)在主內(nèi)存中。需要注意的，在主內(nèi)存中的實(shí)例對(duì)象可以被多線程共享，倘若兩個(gè)線程同時(shí)調(diào)4 用了同一個(gè)對(duì)象的同一個(gè)方法，那么兩條線程會(huì)將要操作的數(shù)據(jù)拷貝一份到自己的工作內(nèi)存中，執(zhí)行完成操作后才刷新到主內(nèi)存。java 內(nèi)存模型與 java

9、 內(nèi)存區(qū)域關(guān)系這里需要注意下 java內(nèi)存模型中的主內(nèi)存、工作內(nèi)存與java內(nèi)存區(qū)域中的 java堆、棧、方法區(qū)不同一層次的內(nèi)存劃分，不要混淆。java 內(nèi)存模型 主內(nèi)存主要存儲(chǔ)的 java實(shí)例對(duì)象，所有線程創(chuàng)建的實(shí)例對(duì)象都存放在主內(nèi)存中，不管該實(shí)例對(duì)象成員變量還方法中的本地變量(也稱局部變量 )，當(dāng)然也包括了共享的類信息、常量、靜態(tài)變量。由于共享數(shù)據(jù)區(qū)域，多條線程對(duì)同一個(gè)變量進(jìn)行訪問可能會(huì)發(fā)現(xiàn)線程問題。 工作內(nèi)存主要存儲(chǔ)當(dāng)前方法的所有本地變量信息(工作內(nèi)存中存儲(chǔ)著主內(nèi)存中的變量副本拷貝)，每個(gè)線程只能訪問自己的工作內(nèi)存，即線程中的本地變量對(duì)其它線程不可見的，就算兩個(gè)線程執(zhí)行的同一段代碼，它們

10、也會(huì)各自在自己的工作內(nèi)存中創(chuàng)建屬于當(dāng)前線程的本地變量，當(dāng)然也包括了字節(jié)碼行號(hào)指示器、相關(guān)native方法的信息。注意由于工作內(nèi)存每個(gè)線程的私有數(shù)據(jù)，線程間無法相互訪問工作內(nèi)存，因此存儲(chǔ)在工作內(nèi)存的數(shù)據(jù)不存程問題。java 內(nèi)存區(qū)域 方法區(qū)（ methodarea ）5 方法區(qū)屬于線程共享的內(nèi)存區(qū)域，又稱non-heap（非堆），主要用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)，根據(jù)java虛擬機(jī)規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時(shí)，將拋出outofmemoryerror異常。值得注意的在方法區(qū)中存在一個(gè)叫運(yùn)行時(shí)常量池(runtimeconstantpool

11、 ）的區(qū)域，它主要用于存放編譯器生成的各種字面量和符號(hào)引用，這些內(nèi)容將在類加載后存放到運(yùn)行時(shí)常量池中，以便后續(xù)使用。 jvm堆（javaheap ）java堆也屬于線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中的一塊，主要用于存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存，注意 java堆垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此很多時(shí)候也被稱gc堆，如果在堆中沒有內(nèi)存完成實(shí)例分配，并且堆也無法再擴(kuò)展時(shí)，將會(huì)拋出outofmemoryerror異常。 程序計(jì)數(shù)器 (programcounterregister) 屬于線程私有的數(shù)據(jù)區(qū)域，一小塊內(nèi)存空間，主要代表當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)

12、碼行號(hào)指示器。字節(jié)碼解釋器工作時(shí)，通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個(gè)計(jì)數(shù)器來完成。 虛擬機(jī)棧 (javavirtualmachinestacks) 屬于線程私有的數(shù)據(jù)區(qū)域，與線程同時(shí)創(chuàng)建，總數(shù)與線程關(guān)聯(lián)，代表java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型。每個(gè)方法執(zhí)行時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧楨來存儲(chǔ)方法的的變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)方法、返回值、返回等信息。每個(gè)方法從調(diào)用直結(jié)束就對(duì)于一個(gè)棧楨在虛擬機(jī)棧中的入棧和出棧過程。 本地方法棧 (nativemethodstacks) 本地方法棧屬于線程私有的數(shù)據(jù)區(qū)域，這部分主要與虛擬機(jī)用到的native

13、 方法相關(guān)，一般情況下，們無需關(guān)心此區(qū)域。java 內(nèi)存模型與硬件內(nèi)存架構(gòu)的關(guān)系通過對(duì)前面的硬件內(nèi)存架構(gòu)、java內(nèi)存模型以及 java多線程的實(shí)現(xiàn)原理的了解，們應(yīng)該已經(jīng)意識(shí)到，多線程的執(zhí)行最終都會(huì)映到硬件處理器上進(jìn)行執(zhí)行，但java內(nèi)存模型和硬件內(nèi)存架構(gòu)并不完全一致。對(duì)于硬件內(nèi)存來說只有寄存器、緩存內(nèi)存、主內(nèi)存的概念，并沒有工作內(nèi)存(線程私有數(shù)據(jù)區(qū)域 )和主內(nèi)存 (堆內(nèi)存 )之分，也就說 java內(nèi)存模型對(duì)內(nèi)存的劃分對(duì)硬件內(nèi)存并沒有任何影響，因?yàn)閖mm 只一種抽象的概念，一組規(guī)則，并不實(shí)際存在，不管工作內(nèi)存的數(shù)據(jù)還主內(nèi)存的數(shù)據(jù)，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件來說都會(huì)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)主內(nèi)存中，當(dāng)然也有可能存儲(chǔ)到c

14、pu緩存或者寄存器中，因此總體上來說，java內(nèi)存模型和計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存架構(gòu)一個(gè)相互交叉的關(guān)系，一種抽象概念劃分與真實(shí)物理硬件的交叉。(注意對(duì)于 java內(nèi)存區(qū)域劃分也同樣的道理 ) 6 jmm 存在的必要性在明白了 java內(nèi)存區(qū)域劃分、硬件內(nèi)存架構(gòu)、java多線程的實(shí)現(xiàn)原理與java內(nèi)存模型的具體關(guān)系后，接著來談?wù)刯ava內(nèi)存模型存在的必要性。由于jvm 運(yùn)行程序的實(shí)體線程，而每個(gè)線程創(chuàng)建時(shí)jvm 都會(huì)為其創(chuàng)建一個(gè)工作內(nèi)存(有些地方稱為?？臻g)，用于存儲(chǔ)線程私有的數(shù)據(jù)，線程與主內(nèi)存中的變量操作必須通過工作內(nèi)存間接完成，主要過程將變量從主內(nèi)存拷貝的每個(gè)線程各自的工作內(nèi)存空間，然后對(duì)變量進(jìn)行操作

15、，操作完成后再將變量寫回主內(nèi)存，如果存在兩個(gè)線程同時(shí)對(duì)一個(gè)主內(nèi)存中的實(shí)例對(duì)象的變量進(jìn)行操作就有可能誘發(fā)線程問題。如下圖，主內(nèi)存中存在一個(gè)共享變量x，現(xiàn)在有 a 和 b 兩條線程分別對(duì)該變量x=1進(jìn)行操作， a/b 線程各自的工作內(nèi)存中存在共享變量副本x。假設(shè)現(xiàn)在 a 線程想要x 的值為 2，而 b 線程卻想要讀取x 的值，那么 b 線程讀取到的值a 線程更新后的值 2 還更新前的值 1 呢？答案，不確定，即b 線程有可能讀取到a 線程更新前的值 1，也有可能讀取到a 線程更新后的值2，這因?yàn)楣ぷ鲀?nèi)存每個(gè)線程私有的數(shù)據(jù)區(qū)域，而線程 a 變量 x 時(shí)，首先將變量從主內(nèi)存拷貝到a 線程的工作內(nèi)存中，

16、然后對(duì)變量進(jìn)行操作，操作完成后再將變量x 寫回主內(nèi)，而對(duì)于b 線程的也類似的，這樣就有可能造成主內(nèi)存與工作內(nèi)存間數(shù)據(jù)存在一致性問題，假如a 線程完后正在將數(shù)據(jù)寫回主內(nèi)存，而b 線程此時(shí)正在讀取主內(nèi)存，即將x=1 拷貝到自己的工作內(nèi)存中，這樣b 線程讀取到的值就 x=1，但如果 a 線程已將 x=2 寫回主內(nèi)存后， b 線程才始讀取的話，那么此時(shí)b 線程讀取到的就x=2，但到底哪種情況先發(fā)生呢？這不確定的，這也就所謂的線程問題。7 為了解決類似上述的問題，jvm定義了一組規(guī)則，通過這組規(guī)則來決定一個(gè)線程對(duì)共享變量的寫入何時(shí)對(duì)另一個(gè)線程可見，這組規(guī)則也稱為java內(nèi)存模型（即jmm），jmm 圍繞

17、著程序執(zhí)行的原子性、有序性、可見性展的，們看看這三個(gè)特性。內(nèi)存間交互操作關(guān)于主內(nèi)存與工作內(nèi)存之間具體的交互協(xié)議，即一個(gè)變量如何從主內(nèi)存拷貝到工作內(nèi)存、如何從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存之類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，java內(nèi)存模型中定義了以下 8 種操作來完成，虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)必須保證提及的每一種操作都原子的、不可再分的。 lock（鎖定）：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)。unlock（解鎖）：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來，釋放后的變量才可以被其他線程鎖定。read（讀?。鹤饔糜谥鲀?nèi)存的變量，它把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中，以便隨后的load 動(dòng)作使

18、用。load（載入）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把read 操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中。use（使用）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)需要使用到變量的值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作。assign（賦值）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)給變量賦值的字節(jié)碼指令時(shí)執(zhí)行這個(gè)操作。8 store（存儲(chǔ)）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳送到主內(nèi)存中，以便隨后的write 操作使用。write （寫入）：作用于主內(nèi)存的變量，它把store 操作從工作內(nèi)存中

19、得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中。如果要把一個(gè)變量從主內(nèi)存復(fù)制到工作內(nèi)存，那就要順序地執(zhí)行read 和 load 操作，如果要把變量從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存，就要順序地執(zhí)行store 和 write 操作。注意，java內(nèi)存模型只要求上述兩個(gè)操作必須按順序執(zhí)行，而沒有保證連續(xù)執(zhí)行。也就說， read 與 load 之間、 store 與 write 之間可入其他指令的，如對(duì)主內(nèi)存中的變量 a、b 進(jìn)行訪問時(shí)，一種可能出現(xiàn)順序reada、readb、loadb、loada。除此之外， java內(nèi)存模型還規(guī)定了在執(zhí)行上述8 種基本操作時(shí)必須滿足如下規(guī)則： 不允許 read 和 load、store

20、和 write 操作之一單獨(dú)出現(xiàn)，即不允許一個(gè)變量從主內(nèi)存讀取了但工作內(nèi)存不接受，或者從工作內(nèi)存發(fā)起回寫了但主內(nèi)存不接受的情況出現(xiàn)。 不允許一個(gè)線程丟棄它的最近的assign 操作，即變量在工作內(nèi)存中改變了之后必須把該變化同步回主內(nèi)存。 不允許一個(gè)線程無原因地（沒有發(fā)生過任何assign 操作）把數(shù)據(jù)從線程的工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存中。 一個(gè)新的變量只能在主內(nèi)存中“ 誕生” ，不允許在工作內(nèi)存中直接使用一個(gè)未被初始化（ load 或 assign）的變量，換句話說，就對(duì)一個(gè)變量實(shí)施use、store 操作之前，必須先執(zhí)行過了assign 和 load 操作。 一個(gè)變量在同一個(gè)時(shí)刻只允許一條線程對(duì)其

21、進(jìn)行l(wèi)ock 操作，但 lock 操作可以被同一條線程重復(fù)執(zhí)行多次，多次執(zhí)行l(wèi)ock 后，只有執(zhí)行相同次數(shù)的unlock 操作，變量才會(huì)被解鎖。 如果對(duì)一個(gè)變量執(zhí)行l(wèi)ock 操作，那將會(huì)清空工作內(nèi)存中此變量的值，在執(zhí)行引擎使用這個(gè)變量前，需要重新執(zhí)行l(wèi)oad 或 assign 操作初始化變量的值 如果一個(gè)變量事先沒有被lock 操作鎖定，那就不允許對(duì)它執(zhí)行unlock 操作，也不允許去 unlock 一個(gè)被其他線程鎖定住的變量。 對(duì)一個(gè)變量執(zhí)行unlock操作之前，必須先把此變量同步回主內(nèi)存中（執(zhí)行store、write 操作）。這 8 種內(nèi)存訪問操作以及上述規(guī)則限定，再加上稍后介紹的對(duì)vol

22、atile 的一些特殊規(guī)定，就已經(jīng)完全確定了java程序中哪些內(nèi)存訪問操作在并發(fā)下的。由于這種定義相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)质譄┈?，?shí)踐起來很麻煩，所以在12.3.6 節(jié)中筆者將介紹這種定義的一個(gè)等效判斷原則先行發(fā)生原則，用來確定一個(gè)訪問在并發(fā)環(huán)境下否。原子性、可見性與有序性原子性原子性指的一個(gè)操作不可中斷的，即使在多線程環(huán)境下，一個(gè)操作一旦始就不會(huì)被其他線程影響。由java內(nèi)存模型來直接保證的原子性變量操作包括read、load、assign、use、store 和 write ，們致可以認(rèn)為基本數(shù)據(jù)類型的訪問讀寫具備原子性的，但對(duì)于 64 位的數(shù)據(jù)類型（ long 和 double），在模型中特別定義

23、了一條相對(duì)寬松的規(guī)定：允許虛擬機(jī)將沒有被volatile 修飾的 64 位數(shù)據(jù)的讀寫操作劃分為兩9 次 32 位的操作來進(jìn)行，這樣會(huì)導(dǎo)致一個(gè)線程在寫時(shí)，操作完前32 位的原子操作后，輪到 b 線程讀取時(shí)，恰好只讀取到了后32 位的數(shù)據(jù)，這樣可能會(huì)讀取到一個(gè)既非原值又不線程值的變量，它可能“ 半個(gè)變量 ” 的數(shù)值，即 64 位數(shù)據(jù)被兩個(gè)線程分成了兩次讀取。但也不必太擔(dān)心，因?yàn)樽x取到“ 半個(gè)變量 ” 的情況比較少見，至少在目前的商用的虛擬機(jī)中，幾乎都把64 位的數(shù)據(jù)的讀寫操作作為原子操作來執(zhí)行，因此對(duì)于這個(gè)問題不必太在意，知道這么回事即可。如果應(yīng)用場(chǎng)景需要一個(gè)更范圍的原子性保證（經(jīng)常會(huì)遇到），ja

24、va內(nèi)存模型還了lock 和 unlock 操作來滿足這種需求，盡管虛擬機(jī)未把lock 和 unlock 操作直接放給用戶使用，但卻了更高層次的字節(jié)碼指令monitorenter和 monitorexit來隱式地使用這兩個(gè)操作，這兩個(gè)字節(jié)碼指令反映到j(luò)ava代碼中就同步塊 synchronized 關(guān)鍵字，因此在 synchronized 塊之間的操作也具備原子性。可見性可見性指當(dāng)一個(gè)線程了共享變量的值，其他線程能夠立即得知這個(gè)。對(duì)于串行程序來說，可見性問題不存在的，因?yàn)閭冊(cè)谌魏我粋€(gè)操作中了某個(gè)變量的值，后續(xù)的操作中都能讀取這個(gè)變量值，并且過的新值。但在多線程環(huán)境中可就不一定了，前面?zhèn)兎治鲞^，由于線程對(duì)共享變量的操作都線程拷貝到各自的工作內(nèi)存進(jìn)行操作后才寫回到主內(nèi)存中的，這就可能存在一個(gè)