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CPU缓存与Java内存模型JMM
java
线程
2021-09-24 18:10:14
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java
线程
## cpu的缓存介绍 **cpu多级缓存(MESI缓存一致性)** cpu频率太快,主存跟不上,就需要缓存处理 >**M** : 修改,被修改过的,与主存不一致,未来需要写回主存 **E** : 独享,未被修改过,与主存的数据一致,任何时刻cpu读取内存时,允许变成S状态分享,修改时会变成M状态 **S** : 共享,与主存中一致,当修改后,可以变成I状态无效 **I** : 失效,有其他cpu修改了该缓存行 **cpu多级缓存-乱序优化** cpu为了效率,会将执行顺序打乱,单核cpu无影响,但是多核cpu会出现问题 ## java内存模型(Java Memory Model,JMM) 规范了java虚拟机与计算机内存如何协同工作 规定了一个线程如何、何时可以看到由其他线程修改过后的共享变量的值,以及在必须时如何同步的访问共享变量 线程的变量的变化要通过JMM后存储到主内存中,所以两个线程的变量是无法互通的,比如线程A和线程B同时处理一个变量,若同时读到主存中的变量值,AB两个线程同时处理该值,再放回主存中,就相当于只做了一次处理,这样就出现了问题,JMM定义了同步的八种操作和几个规则,处理上述问题 **八种操作** > **lock(锁定):**作用于主内存的变量,把一个变量标识为一条线程独占状态 **unlock(解锁):**作用于主存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定 **read(读取):**作用于主内存的变量,把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用 **load(载入):**作用于工作内存的变量,它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中 **use(使用):**作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎 **assign(赋值):**作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎收到的值赋值给工作内存的变量 **store(存储):**作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后的write的操作 **write(写入):**作用于主内存的变量,它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中 **同步规则** > - 如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存,就需要按顺序地执行read和load操作,如果把变量从工作内存中同步回主内存中,就要按顺序地执行store和write操作。但Java内存模型只要求上述操作必须按顺序地执行,而没有保证必须是连续执行 - 不允许read和load、store和write操作之一单独出现 - 不允许一个线程丢弃它的最近assign的操作,即变量在工作内存中改变了之后必须同步到主内存中 - 不允许一个线程无原因地(没有发生过任何assign操作)把数据从工作内存同步回主内存中 - 一个新的变量只能在主内存中诞生,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量。即就是对一个变量实施use和store操作之前,必须先执行过了assign和load操作 - 一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作,但lock操作可以被同一条线程重复执行多次,多次执行lock后,只有执行相同次数的unlock操作,变量才会被解锁。lock和unlock必须成对出现 - 如果对一个变量执行lock操作,将会清空工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值
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