基本内容

1、共享变量在线程间的可见性

2、synchronized实现可见性

3、volatile 实现可见性

1）指令重排序

2）as-if-serial

3）volatile 使用注意事项

4、volatile和synchronized的比较

1、可见性

一个线程对共享变量值的修改，能够及时地被其他线程看到。

共享变量：如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本，那么这个变量就是这几个线程的共享变量。

Java内存模型（JMM）：描述了Java程序中各种变量（共享变量）的访问规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。

2、JMM 基本规则

1）所有的变量都存储在在主内存中。

2）每个线程都有自己独立的工作内存，里面保存该线程使用到的变量副本（主内存中该变量的一份拷贝）。

3）线程对共享变量的所有操作都必须在自己的工作内存中进行，不能直接从主内存中读写

4）不同线程之间无法直接访问其他线程工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主内存来完成。

3、共享变量实现可见性的原理

1）首先在自己线程Thread1里修改共享变量x=1

2）然后更新主内存的x=1

3）其次其他线程Thread2从主内存中读取x=1，更新自己线程的值，

这样连续性的操作，可以保证任何一个线程的独立内存中的共享变量都是最新的值！

4、Java层面实现可见性的方式

1）synchronized

2）volatile

3）concurrent 包

5、synchronized

1）线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中

2）线程加锁时，将清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值。（注意：加锁与解锁需要同一把锁）

6、synchronized 修饰时，JVM操作的步骤

1）首先获得互斥锁

2）清空工作内存

3）从主内存拷贝变量的最新副本到工作内存

4）执行代码

5）将更改后的共享变量值刷新到主内存

6）释放互斥锁

7、重排序

代码书写的顺序与实际执行的顺序不同，指令重排序是编译器或处理器为了提高程序性能而做的优化！

1）编译器优化

2）指令优化

3）内存系统优化

最后的结果：有可能导致代码的执行的顺序与编写顺序不一致，但是可以提高CPU性能

8、as-if-serial

无论如何重排序，程序的运行结果都是保持一致的！

单线程中是不能会因为重排序带来内存可见性的问题。

多线程则会由于重排序带来共享变量不一致的问题。

9、导致共享变量在线程间不可见的原因

1）线程交叉执行。（原子性来保证）

2）重排序结合线程交叉执行。（原子性来保证）

3）共享变量未及时更新。（内存可见性来保证）

10、synchronized 修饰变量、修饰方法或代码块

1）拥有原子性

2）拥有内存可见性

3）重量级

所以他能够实现线程间执行操作的安全性！

11、volatile 修饰变量

1）不保证原子性

2）拥有可见性

3）轻量级

12、关于 i++

1）首先读取，从主内存中读取i的值更新到当前工作内存中

2）其次改变，对i进行加1

3）最后更新，从当前工作内存中的值刷新到主内存中去

所以，这不是一个原子操作，在这个操作过程中势必会导致线程间交互而导致值的混乱！解决方式就是保证 i++ 具有原子性

1）使用synchronized

2）使用Lock对象,concurrent 包中

Lock lock = new RentrantLock();

try{

lock.lock();

i++

}finally{

lock.unlock();

}

13、volatile 使用场合

1）对变量的写入操作不依赖其当前值，比如Boolean值，但是 i++ 或 i=i+5

2）该变量没有包含在其他变量的不变式中，比如： low < high （这里我也不是很清楚）

注意：共享变量都必须是private

final 也实现了内存可见性，因为他的值是不可修改的！

14、结论

对一个共享变量不仅仅要关心他的写，还关心他的读，二者都要加锁；

volatile是轻量级的，能使用，尽量使用！