JVM記憶體管理

概述
　　volatile 是輕量級的 synchronized。volatile 作用於共享變數，具備了“鎖”的特性，這是為了確保共享變數能被準確和一致性地更新，這是 volatile 的可見性。同時，它也閹割了 scnchronized 的一寫功能，比如：原子性。

記憶體模型
　　圖如篇首。
　　首先我們應該明白CPU是執行命令的場所，當需要處理資料時，CPU會從主記憶體（計算機記憶體）中取值，這樣很慢。後來有了CPU快取記憶體（cache），也就是CPU上有一小塊儲存空間快取了從主記憶體中獲取的資料，CPU直接讀取cache，效率大增。
　　然後，問題出現了，待處理的資料並非是主記憶體中的原型，而是一個副本，在多執行緒場景下，這個副本的處理結果很有可能會失控。這個問題也就是快取一致性問題，即cache和主記憶體資料同步問題。目前我知道解決快取一致性問題有兩種方案：

通過在匯流排加LOCK鎖
通過快取一致性協議
　　第一種是通過獨佔CPU方式實現，同一時間只有一個CPU在執行，效率低下。
　　第二種允許多核處理，並且讓共享副本線上程之間具有可見性。

可見性
　　通過 volatile 實現了快取一致性，其工作原理如下：

當某個CPU在寫資料時，如果發現操作的變數是共享變數，則會通知其他CPU告知該變數的快取行是無效的，因此其他CPU在讀取該變數時，發現其無效會重新從主存中載入資料。

　　volatile 的可見性只針對當CPU從主記憶體中載入共享變數的時候。但是當執行緒A、B同時載入了共享變數i，後者說執行緒A先載入了i，在A將i寫入之前，B載入了i，B載入的i仍然是主記憶體中i的初始值。

非原子性
　　執行緒記憶體與主記憶體的互動過程如下：

主要有以下5項操作：

read：從主記憶體中讀取變數
load：複製變數到執行緒本地記憶體作為副本
use：運算副本
assign：給副本賦值
store：副本寫入執行緒本地記憶體
write：執行緒記憶體中的共享副本重新整理主記憶體中的共享變數
　　上一章節——“可見性”中已經宣告 volatile 的可見性只針對當CPU從主記憶體中載入共享變數的時候，即load之前，一旦load，無論主記憶體中的共享變數發生了什麼，副本的值不會被主記憶體同步。也就是說，volatile不具有原子性。

　　網友解答：

volatile的非原子性：執行緒工作內容中的值從主記憶體中直接載入，一旦載入完成，就不會再產生對應的變化。JVM保證的是從主記憶體中載入到執行緒工作記憶體中的值是最新的，但是無法保證原子性。 volatile解決的是變數讀時的可見性問題，無法保證原子性。

package com.zhoupq.multiThread.Volatile;
public class VolatileDemo implements Runnable
{
static volatile int i = 1;br/>@Override
public void run()
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i + ", "

• (++i));
  }
  public static void main(String[] args)
  {
  Thread t1 = new Thread(new VolatileDemo(), "A");
  Thread t2 = new Thread(new VolatileDemo(), "B");
  Thread t3 = new Thread(new VolatileDemo(), "C");
  Thread t4 = new Thread(new VolatileDemo(), "D");
  t1.start();
  t2.start();
  t3.start();
  t4.start();
  }
  }
  /
  A: 1, 2
  B: 1, 3
  C: 3, 4
  D: 4, 5
  /