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JMM定义了什么

发表于:2026-11-01 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2026年11月01日,今天小编给大家分享一下JMM定义了什么的相关知识点,内容详细,逻辑清晰,相信大部分人都还太了解这方面的知识,所以分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后有所收获,下面我们一起来了解一下吧。
千家信息网最后更新 2026年11月01日JMM定义了什么

今天小编给大家分享一下JMM定义了什么的相关知识点,内容详细,逻辑清晰,相信大部分人都还太了解这方面的知识,所以分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后有所收获,下面我们一起来了解一下吧。

JMM就是Java内存模型(java memory model)。因为在不同的硬件生产商和不同的操作系统下,内存的访问有一定的差异,所以会造成相同的代码运行在不同的系统上会出现各种问题。所以java内存模型(JMM)屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果。

Java内存模型规定所有的变量都存储在主内存中,包括实例变量,静态变量,但是不包括局部变量和方法参数。每个线程都有自己的工作内存,线程的工作内存保存了该线程用到的变量和主内存的副本拷贝,线程对变量的操作都在工作内存中进行。线程不能直接读写主内存中的变量。

不同的线程之间也无法访问对方工作内存中的变量。线程之间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

如果听起来抽象的话,我可以画张图给你看看,会直观一点:

每个线程的工作内存都是独立的,线程操作数据只能在工作内存中进行,然后刷回到主存。这是 Java 内存模型定义的线程基本工作方式。

温馨提醒一下,这里有些人会把Java内存模型误解为Java内存结构,然后答到堆,栈,GC垃圾回收,最后和面试官想问的问题相差甚远。实际上一般问到Java内存模型都是想问多线程,Java并发相关的问题。

面试官:那JMM定义了什么

这个简单,整个Java内存模型实际上是围绕着三个特征建立起来的。分别是:原子性,可见性,有序性。这三个特征可谓是整个Java并发的基础。

原子性

原子性指的是一个操作是不可分割,不可中断的,一个线程在执行时不会被其他线程干扰。

面试官拿笔写了段代码,下面这几句代码能保证原子性吗?

int i = 2;int j = i;i++;i = i + 1;

第一句是基本类型赋值操作,必定是原子性操作。

第二句先读取i的值,再赋值到j,两步操作,不能保证原子性。

第三和第四句其实是等效的,先读取i的值,再+1,最后赋值到i,三步操作了,不能保证原子性。

JMM只能保证基本的原子性,如果要保证一个代码块的原子性,提供了monitorenter 和 moniterexit 两个字节码指令,也就是 synchronized 关键字。因此在 synchronized 块之间的操作都是原子性的。

可见性

可见性指当一个线程修改共享变量的值,其他线程能够立即知道被修改了。Java是利用volatile关键字来提供可见性的。 当变量被volatile修饰时,这个变量被修改后会立刻刷新到主内存,当其它线程需要读取该变量时,会去主内存中读取新值。而普通变量则不能保证这一点。

除了volatile关键字之外,final和synchronized也能实现可见性。

synchronized的原理是,在执行完,进入unlock之前,必须将共享变量同步到主内存中。

final修饰的字段,一旦初始化完成,如果没有对象逸出(指对象为初始化完成就可以被别的线程使用),那么对于其他线程都是可见的。

有序性

在Java中,可以使用synchronized或者volatile保证多线程之间操作的有序性。实现原理有些区别:

volatile关键字是使用内存屏障达到禁止指令重排序,以保证有序性。

synchronized的原理是,一个线程lock之后,必须unlock后,其他线程才可以重新lock,使得被synchronized包住的代码块在多线程之间是串行执行的。

面试官:给我讲一下八种内存交互操作吧

好的,面试官,内存交互操作有8种,我画张图给你看吧:

volatile一定能保证线程安全吗

先说结论吧,volatile不能一定能保证线程安全。

怎么证明呢,我们看下面一段代码的运行结果就知道了:

/** * @author Ye Hongzhi 公众号:java技术爱好者 **/public class VolatileTest extends Thread {private static volatile int count = 0;public static void main(String[] args) throws Exception {        Vector threads = new Vector<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {            VolatileTest thread = new VolatileTest();            threads.add(thread);            thread.start();        }//等待子线程全部完成for (Thread thread : threads) {            thread.join();        }//输出结果,正确结果应该是1000,实际却是984System.out.println(count);//984}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {try {//休眠500毫秒Thread.sleep(500);            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }            count++;        }    }}

为什么volatile不能保证线程安全?

很简单呀,可见性不能保证操作的原子性,前面说过了count++不是原子性操作,会当做三步,先读取count的值,然后+1,最后赋值回去count变量。需要保证线程安全的话,需要使用synchronized关键字或者lock锁,给count++这段代码上锁:

private static synchronized void add() {    count++;}

禁止指令重排序

首先要讲一下as-if-serial语义,不管怎么重排序,(单线程)程序的执行结果不能被改变。

为了使指令更加符合CPU的执行特性,最大限度的发挥机器的性能,提高程序的执行效率,只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等,那么指令的执行顺序可以与代码逻辑顺序不一致,这个过程就叫做指令的重排序。

重排序的种类分为三种,分别是:编译器重排序,指令级并行的重排序,内存系统重排序。整个过程如下所示:

指令重排序在单线程是没有问题的,不会影响执行结果,而且还提高了性能。但是在多线程的环境下就不能保证一定不会影响执行结果了。

所以在多线程环境下,就需要禁止指令重排序。

volatile关键字禁止指令重排序有两层意思:

  • 当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时,在其前面的操作的更改肯定全部已经进行,且结果已经对后面的操作可见,在其后面的操作肯定还没有进行。

  • 在进行指令优化时,不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行,也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。

下面举个例子:

private static int a;//非volatile修饰变量private static int b;//非volatile修饰变量private static volatile int k;//volatile修饰变量private void hello() {    a = 1;  //语句1b = 2;  //语句2k = 3;  //语句3a = 4;  //语句4b = 5;  //语句5//以下省略...}

变量a,b是非volatile修饰的变量,k则使用volatile修饰。所以语句3不能放在语句1、2前,也不能放在语句4、5后。但是语句1、2的顺序是不能保证的,同理,语句4、5也不能保证顺序。

并且,执行到语句3的时候,语句1,2是肯定执行完毕的,而且语句1,2的执行结果对于语句3,4,5是可见的。

volatile禁止指令重排序的原理是什么

首先要讲一下内存屏障,内存屏障可以分为以下几类:

  • 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。

在每个volatile读操作后插入LoadLoad屏障,在读操作后插入LoadStore屏障。

在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障,后面插入一个SotreLoad屏障。

以上就是"JMM定义了什么"这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获,小编每天都会为大家更新不同的知识,如果还想学习更多的知识,请关注行业资讯频道。

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