并发编程模型的两个关键问题
线程之间如何通信
及线程之间如何同步
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线程之间如何通信:共享内存,消息传递 | 线程之间如何同步 |
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通信是指线程之间以何种机制来 交换信息 | 同步是指程序中用于控制不同线程间 操作发生相对顺序 的机制 |
在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,通过写-读内存 中的公共状态进行隐式通信。 | 在共享内存并发模型里,同步是显式进行的。程序员必须显式指定某个方法或某段代码需要在线程之间互斥执行 。 |
在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息 来显式进行通信。 | 在消息传递的并发模型里,由于消息的发送必须在消息的接收之前 ,因此同步是隐式进行的。 |
Java内存模型的抽象结构 JMM
Java线程之间的通信由 Java内存模型
(本文简称为 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。
JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系 | 扩展 |
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线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory )中,每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory ),本地内存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。它涵盖了缓存、写缓冲区、寄存器以及其他的硬件和编译器优化。 |
JMM影响范围 | JMM影响不到范围 |
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在Java中,所有实例域、静态域和数组元素都存储在堆内存中,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,也不受内存模型的影响。 |
JMM的设计
程序员角度 | 编译器和处理器角度 |
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程序员对内存模型的使用。程序员希望内存模型易于理解、易于编程。程序员希望基于一个强内存模型来编写代码。 | 编译器和处理器对内存模型的实现。编译器和处理器希望内存模型对它们的束缚越少越好,这样它们就可以做尽可能多的优化来提高性能。编译器和处理器希望实现一个弱内存模型。 |
JMM向程序员提供的happens-before规则能满足程序员的需求。JMM的happens-before规则不但简单易懂,而且也向程序员提供了足够强的内存可见性保证 | JMM对编译器和处理器的束缚已经尽可能少。从上面的分析可以看出,JMM其实是在遵循一个基本原则:只要不改变程序的执行结果(指的是单线程程序和正确同步的多线程程序),编译器和处理器怎么优化都行。 |
JMM对这两种不同性质的重排序,采取了不同的策略 | |
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对于会改变程序执行结果的重排序,JMM要求编译器和处理器必须禁止这种重排序。 | 对于不会改变程序执行结果的重排序,JMM对编译器和处理器不做要求(JMM允许这种重排序)。 |
-----------------------------------------------------------------------------摘自 书名:Java并发编程的艺术 作者:方腾飞;魏鹏;程晓明