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Java 内存模型(Java Memory Model,简称 JMM)是 Java 并发编程中的核心概念,它定义了
Java 程序中多线程间共享变量的访问规则。理解 JMM 对于编写正确、高效的并发程序至关 重要。本文将深入探讨 JMM 的原理、特性以及如何在实际编码中应用 JMM。
## 1. JMM 的原理
JMM 定义了主内存(Main Memory)和工作内存(Working Memory)的概念,以及它们之 间的交互规则。
### 1.1 主内存与工作内存
- **主内存**:所有线程共享的数据区域,包括实例字段、静态字段和数组元素等。
- **工作内存**:每个线程私有的数据区域,存储了该线程使用的变量的副本。 线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,不能直接读写主内存。这使得 JMM 在不 同的硬件和操作系统上都能保证一致的访问结果。
### 1.2 交互规则
JMM 规定了以下八种操作来完成主内存和工作内存之间的数据交互:
1. **lock(锁定)**:将主内存中的变量标记为线程独占状态。
2. **unlock(解锁)**:解除变量的锁定状态。
3. **read(读取)**:从主内存中读取变量值到工作内存。
4. **load(载入)**:将 read 操作读取的值放入工作内存的变量副本中。
5. **use(使用)**:将工作内存中的变量值传递给执行引擎。
6. **assign(赋值)**:将值赋给工作内存中的变量。
7. **store(存储)**:将工作内存中的变量值传送到主内存。
8. **write(写入)**:将 store 操作的值写入主内存的变量中。
## 2. JMM 的三个特性
JMM主要围绕以下三个特性建立:原子性(Atomicity)、可见性(Visibility)和有序性(Ordering)。
### 2.1 原子性 原子性是指操作是不可分割的,要么全部执行,要么全部不执行。JMM 通过原子类(如
`AtomicInteger`)和`synchronized`关键字来保证操作的原子性。