我們在本篇內容里聊一聊JAVA的內存模型和Happens-Before規則。

這里的JAVA內存模型指的不是我們JVM專欄中提到的內存分布模型，而是針對并發編程的，小伙伴們不要混淆概念了。

我們已經知道，導致可見性問題的是緩存，導致有序性問題的是指令重排，那么禁用緩存和禁用指令重排不就可以避免出現這兩種問題了嗎。

但想想也知道，如果直接禁用掉，性能會大打折扣，所以正確的方式應該是按需禁用。

只有程序員才能分析出什么時候應該禁用，所以為了解決可見性和有序性，其實只要提供給程序員按需禁用的API接口就可以了。

JAVA的內存模型是一個很復雜的規范，可以從不同的角度來解釋，本質上我們可以理解成JAVA內存模型規范了JVM如何按需禁用緩存和禁用指令重排。

具體來說這些方法包括 volatile、synchronized 和 final 等關鍵字，以及六項 Happens-Before 規則。

volatile不是JAVA獨有的關鍵字，它最開始的含義就是禁用CPU緩存，JAVA1.5之后對它進行了語義加強，就是引入了一套Happens-Before 規則。

例如下面的代碼：

class VolatileExample { int x = 0; volatile boolean v = false; public void writer() { x = 42; v = true; } public void reader() { if (v == true) { // 這里 x 會是多少呢？ } }}

假如線程A執行了writer方法，線程B執行reader方法，如果線程B發現了v=true，那么同時也會發現x=42。

接下來我們就來看看今天的主角，Happens-Before是什么？

Happens-Before要表達的是：前面一個操作的結果對后續操作是可見的，它約束了編譯器的優化行為，雖允許編譯器優化導致的指令重排，但是要求編譯器優化后一定遵守 Happens-Before 規則。

都說Happens-Before對于JAVA內存模型來講是一個比較晦澀難懂的部分，但我們一點一點來剖析，其實沒那么難理解。

程序的順序性規則

這條規則是指在一個線程中，按照程序順序，前面的操作 Happens-Before 于后續的任意操作。

這條規則還是比較容易理解的，就是保證了單線程中程序的順序性。

volatile變量規則

這條規則是指對一個 volatile 變量的寫操作， Happens-Before 于后續對這個 volatile 變量的讀操作。

這么看的話，是不是發現其實它就是禁用CPU緩存的意思，多線程下保證變量的可見性。

傳遞性

這條規則是指如果 A Happens-Before B，且 B Happens-Before C，那么 A Happens-Before C。

這個傳遞性也很好理解，那么假如把傳遞性和volatile變量規則放在一起會發生什么呢？

就比如我們上文中的代碼，x=42 Happens-Before v=true，寫變量v=true Happens-Before 讀變量v，那么根據傳遞性規則，x=42 Happens-Before 讀變量v。

所以我們之前分析，如果線程B讀變量v=true，那么x=42對于線程B也是可見的。

并發工具包（java.util.concurrent）就是靠 volatile 語義來搞定可見性的，同時傳遞性也是對volatile關鍵字的增強，保證了可見性的同時也保證了有序性。

管程中鎖的規則

這條規則是指對一個鎖的解鎖 Happens-Before 于后續對這個鎖的加鎖。

這條規則其實也很容易理解，不加鎖何來解鎖一說。

線程start()規則

這條是關于線程啟動的。它是指主線程 A 啟動子線程 B 后，子線程 B 能夠看到主線程在啟動子線程 B 前的操作。

這條規則也沒什么好解釋的，就是字面意思。

線程join()規則

這條是關于線程等待的。它是指主線程 A 等待子線程 B 完成（主線程 A 通過調用子線程 B 的 join() 方法實現），當子線程 B 完成后（主線程 A 中 join() 方法返回），主線程能夠看到子線程的操作。當然所謂的“看到”，指的是對共享變量的操作。

總結

Java 的內存模型是并發編程領域的一次重要創新，它主要分為兩部分，一部分面向編寫并發程序的應用開發人員，另一部分是面向 JVM 的實現人員的。

我們在并發專欄中理解前者就可以了。

到此這篇關于JAVA內存模型和Happens-Before規則知識點講解的文章就介紹到這了,更多相關淺談JAVA內存模型和Happens-Before規則內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！