Java記憶體模型-同步操作與規則
阿新 • • 發佈：2019-01-01
Java記憶體模型-同步操作與規則
記憶體間互動操作，其實就是關於主記憶體和工作記憶體之間具體的互動協議，即一個變數如果從主記憶體拷貝到工作記憶體，如果從工作記憶體同步回豬記憶體之內的實現細節。Java記憶體模型定義以下8中操作來完成。
Lock
主記憶體變數標記成一個執行緒獨佔的狀態
Unlock
將主記憶體一個鎖定的狀態變數給釋放出來，釋放後的變數可以被其他執行緒鎖定
Read
將主記憶體的變數，它把一個變數的值從主記憶體傳輸到執行緒的工作記憶體中，便於後面的load使用。
Load
將把Read操作從主記憶體中得到的變數值放入到工作記憶體的變數副本里。
Use
把工作記憶體中一個變數的值傳遞給執行引擎，每當虛擬機器遇到一個需要使用到變數的值的位元組碼指令時將會執行這個操作。
Assign
把一個從執行引擎接受到的值給工作記憶體變數，每當虛擬機器遇到一個給變數賦值的位元組碼指令時執行這個操作。
Store
把工作記憶體的一個變數值傳送到主記憶體中，以便隨後的write操作使用。
Write
把store操作從工作記憶體中得到的變數的值放入到主記憶體中的變數中。
從以上8中操作可以看出，如果需要變數將主記憶體複製到工作記憶體，那麼就要順序執行read load操作，如果把變數從工作記憶體同步回主記憶體，則需要順序執行store write操作。但是，雖然是順序執行，但不代表是連續執行。也就是說，read—–>load, store——>write之間的操作，可以插入其他指令的，如對主記憶體中的變數a、b進行訪問時，一種可能出現的順序是read a —->read b—> load b—>load a .
Java記憶體模型規定了在執行這8種基本操作時必須滿足如下規則：
- 不允許read和load、store和write單獨出現。即不允許一個變數從主記憶體讀取了但工作記憶體不接受，或者從工作內從發起會寫了但主記憶體不接受的情況出現。
- 不允許一個執行緒丟棄它的最近的assign操作，即變數在工作記憶體中改變了之後必須把該變化同步到主記憶體裡。
- 不允許一個執行緒無原因地把資料從執行緒工作記憶體同步回主記憶體中，即沒有發生過任何的assign操作就同步到主記憶體中。
- 一個新的變數只能在主記憶體中誕生，不允許在工作記憶體中直接使用一個沒有被初始化（load或assign）的變數，換句話說，就是對一個變數實施use、store操作之前，必須先執行assign和load操作。
- 一個變數在同一時刻，只允許一個執行緒對其進行loack操作，但lock操作可以被同一個執行緒重複執行多次，多次執行lock後，只有執行相同次數的unloack操作，變數才能被解鎖。
- 如果對一個變數執行了lock操作，那將會清空工作記憶體中此變數的值，在執行引擎使用這個變數前，需要重新執行load或assign操作初始化變數的值。
- 如果一個變數事先沒有被lock操作鎖定，那就不允許對他執行unlock操作，也不允許去unlock一個被其他執行緒鎖定住的變數
- 對一個變數執行unlock操作之前，必須先把此變數同步回主記憶體中（執行store、write操作）。