Java 内存模型,线程间通信说明

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Java内存模型概述

在Java中,所有实例域、静态域和数组元素都存在堆内存中,堆内存在线程之间共享。局部变量(Local Variables),方法定义参数(Java语言规范称之为 Formal Method Parameters)和异常处理器参数(Exception Handler Parameters)不会在线程之间共享,它们不会有内存可见性问题,也不会受内存模型影响。

Java内存模型,Java Memory Model,简称 JMM 。Java线程间通信由 JMM 控制,JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来看,JMM 定义了线程和主存之间的抽象关系:线程之间的共享变量存储在主存(Main Memory)中,每个线程都有一个私有的本地内容(Local Memory),本地内容中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是 JMM 的一个抽象概念,并不真实存在。它含概了缓存、写缓冲区、寄存器以及其他的硬件和编译器优化。

Java内存模型的抽象示意图: alt

线程间通信

如图来看,如果线程A与线程B之间要通信的话,必须要经历下面2个步骤:

  1. 线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。
  2. 线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

通信示意图: alt 如图所示,本地内存A 和本地内存B由主内存中共享变量val的副本。假设初始时这3个内存中的val都为0.线程A在执行时,把更新后的val值(假设值为1)临时存放在自己的本地内存A中。当线程A和线程B需要通信时,线程A首先会把自己本地内存中修改的val值刷新到主内存中,此时主内存中val更新为1.随后线程B到主内存中去读取线程A更新后的val值,此时线程B的本地内存val值也变成了1。

从整体来看,这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息,而且这个通信过程必须经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为Java开发人员提供内存可见性保证。