【JVM】JMM（二）：JMM 的必要性？

Love The Way You Lie 2022-11-19 01:13 187阅读 0赞

> JMM 系列：
> 
>  *  [【JVM】JMM（一）：与硬件架构关系？与JVM关系？][JVM_JMM_JVM]
>  *  [【JVM】JMM（二）：JMM 的必要性？][JVM_JMM_JMM]
>  *  [【JVM】JMM（三）：JMM 如何保证并发时的一致性问题？][JVM_JMM_JMM 1]

假设主内存中存在一个共享变量x，现在有A和B两条线程分别对该变量x=1进行操作， A/B线程各自的工作内存中存在共享变量副本x。假设现在A线程想要修改x的值为2，而B线程却想要读取x的值，那么B线程读取到的值是A线程更新后的值2还是更新前的值1呢？

答案是， 不确定，即B线程有可能读取到A线程更新前的值1，也有可能读取到A线程更新后的值2。

这是因为工作内存是每个线程私有的数据区域，而线程A修改变量x时，首先是将变量从主内存拷贝到A 线程的工作内存中，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量x写回主内存。

假如A线程修改完后正在将数据写回主内存，而B线程此时正在读取主内存，即将x=1拷贝到自己的工作内存中， 这样B线程读取到的值就是x=1；但如果A线程已将x=2写回主内存后，B线程才开始读取的话，那么此时B线程读取到的就是x=2。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

==> Java内存模型的必要性：**规范工作空间的数据与内存数据的交互**。

关于主内存与工作内存之间的具体交互协议，即一个变量如何从主内存拷贝到工作内 存、如何从工作内存同步到主内存之间的实现细节，Java内存模型定义了以下八种操作来完成

1.  lock：锁定，作用于主内存的变量，它把主内存中的变量标识为一条线程独占状态；
2.  unlock：解锁，作用于主内存的变量，它把锁定的变量释放出来，释放出来的变量才可以被其它线程锁定；
3.  read：读取，作用于主内存的变量，它把一个变量从主内存传输到工作内存中，以便后续的load操作使用；
4.  load：载入，作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存得到的变量放入工作内存的变量副本中；
5.  use：使用，作用于工作内存的变量，它把工作内存中的一个变量传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值的字节码指令时将会执行这个操作；
6.  assign：赋值，作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的变量赋值给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时使用这个操作；
7.  store：存储，作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递到主内存中，以便后续的write操作使用；
8.  write：写入，作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存得到的变量的值放入到主内存的变量中；

如果要把一个变量从主内存复制到工作内存，那就要按顺序地执行read和load操作，同样地，如果要把一个变量从工作内存同步回主内存，就要按顺序地执行store和write操作。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 注：这里只说明了要按顺序，并没有说一定要连续，也就是说可以在read与load之间、store与write之间插入其它操作。比如，对主内存中的变量a和b的访问，可以按照以下顺序执行：read a -> read b -> load b -> load a。

同步规则分析：

1.  不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
2.  不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
3.  不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
4.  一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
5.  一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
6.  如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
7.  如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
8.  对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

[JVM_JMM_JVM]: https://yzhyaa.blog.csdn.net/article/details/109275346
[JVM_JMM_JMM]: https://yzhyaa.blog.csdn.net/article/details/115680103
[JVM_JMM_JMM 1]: https://yzhyaa.blog.csdn.net/article/details/115680332
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221022/9af706a2ddf54134b01c4d122565fbe7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221022/af07e9cc937d4462aa02e57a095fab71.png