Java内存模型与线程安全

java的内存模型可以用一张图概括：

image.png

首先

导致共享变量在线程间不可见的原因：
1.线程的交叉执行
2.重排序（编译器会对代码顺序进行重新排序）与线程的交叉执行
3.共享变量在工作内存与主内存中没有及时的得到更新

内存模型的两大规定：

1.线程不能直接访问主内存，每个线程都有独立的工作内存，每个独立的工作内存中包含了他所需要的在主内存中存在的共享变量的副本，通过独立工作内存与主内存进行间接的访问，达到变量赋值的目的。

2.不同线程不能直接的访问不同工作内存中的变量，线程间变量值的传递必须通过主内存来完成（一个线程修改了变量先刷新到主内存，然后下一个变量再来主内存中获取变量最新的值并新建副本到自己的工作内存）

原子性：原子性是指在一个操作中就是cpu不可以在中途暂停然后再调度，不被中断操作，要不执行完成，要不就不执行。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作，那么我们称它具有原子性。

可见性：可见性是指当一个线程修改了线程共享变量的值，其它线程能够立即得知这个修改。

（线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。）

java语言层可实现的可见性实现有两种：

final

synchronized

volatile

synchronized的可见性实现原理：同时只能有一个线程来访问，并且在解锁前必须把数据刷新到主内存中（保证了主内存中的值是最新的），在加锁前先清空工作内存中的值，去主内存中拿最新的值（保证了工作内存中的值是最新的），这样就保证了其他线程来访问时变量永远是最新的，能让其他线程能读取到这就叫可见性！（能保证原子操作）

image.png

一张图概括：

image.png

volatile：通过内存屏障与禁止重排序来实现可见性，变量在工作内存中写操作会通过一条store内存屏障强制刷新到主内存中，保证变量是最新的，变量的读操作会通过一条load屏障命令强制让工作内存中变量副本失效去主内存中拿最新的共享变量在工作内存中形成副本（不能保证原子操作）

image.png

一句话：

image.png image.png

两者之间的比较

image.png