Java内存屏障和可见性

2024-04-23 07:38

文章标签 java 内存屏障

本文主要是介绍Java内存屏障和可见性，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

引言

在多线程编程中,有的时候会看见如下的代码

public class task{
private boolean success;
public void getResult(){while(success==false){doSomethind();}
}
public void success(){success=true;
}
}1
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由于success()方法由其他线程调用,导致success变量的变化在执行getResult()的线程中可能不能马上看见.所以这里成为死循环.
此时加上一个volatile修饰符即可解决可见性的问题.这个问题的解决是依靠下面的内存屏障的概念完成,的.

内存屏障

由于现代的操作系统都是多处理器.而每一个处理器都有自己的缓存,并且这些缓存并不是实时都与内存发生信息交换.这样就可能出现一个cpu上的缓存数据与另一个cpu上的缓存数据不一致的问题.而这样在多线程开发中,就有可能导致出现一些异常行为.
而操作系统底层为了这些问题,提供了一些内存屏障用以解决这样的问题.目前有4种屏障.

LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。

使用

Java中对内存屏障的使用在一般的代码中不太容易见到.常见的有两种.

通过 Synchronized关键字包住的代码区域,当线程进入到该区域读取变量信息时,保证读到的是最新的值.这是因为在同步区内对变量的写入操作,在离开同步区时就将当前线程内的数据刷新到内存中,而对数据的读取也不能从缓存读取,只能从内存中读取,保证了数据的读有效性.这就是插入了StoreStore屏障
使用了volatile修饰变量,则对变量的写操作,会插入StoreLoad屏障.
其余的操作,则需要通过Unsafe这个类来执行.