Posted on 2010-11-18 14:42
楊羅羅 閱讀(1089)
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java.thread
JMM規(guī)范：
The rules for happens-before are:
Program order rule. Each action in a thread happens-before every action in that thread that comes later in the program order.
Monitor lock rule. An unlock on a monitor lock happens-before every subsequent lock on that same monitor lock.
Volatile variable rule. A write to a volatile field happens-before every subsequent read of that same field.
Thread start rule. A call to Thread.start on a thread happens-before every action in the started thread.
Thread termination rule. Any action in a thread happens-before any other thread detects that thread has terminated, either by successfully return from Thread.join or by Thread.isAlive returning false.
Interruption rule. A thread calling interrupt on another thread happens-before the interrupted thread detects the interrupt (either by having InterruptedException tHRown, or invoking isInterrupted or interrupted).
Finalizer rule. The end of a constructor for an object happens-before the start of the finalizer for that object.
Transitivity. If A happens-before B, and B happens-before C, then A happens-before C.
appens-before完整規(guī)則：
（1）同一個(gè)線程中的每個(gè)Action都happens-before于出現(xiàn)在其后的任何一個(gè)Action。
（2）對(duì)一個(gè)監(jiān)視器的解鎖happens-before于每一個(gè)后續(xù)對(duì)同一個(gè)監(jiān)視器的加鎖。
（3）對(duì)volatile字段的寫(xiě)入操作happens-before于每一個(gè)后續(xù)的同一個(gè)字段的讀操作。
（4）Thread.start()的調(diào)用會(huì)happens-before于啟動(dòng)線程里面的動(dòng)作。
（5）Thread中的所有動(dòng)作都happens-before于其他線程檢查到此線程結(jié)束或者Thread.join（）中返回或者Thread.isAlive()==false。
（6）一個(gè)線程A調(diào)用另一個(gè)另一個(gè)線程B的interrupt（）都happens-before于線程A發(fā)現(xiàn)B被A中斷（B拋出異常或者A檢測(cè)到B的isInterrupted（）或者interrupted()）。
（7）一個(gè)對(duì)象構(gòu)造函數(shù)的結(jié)束happens-before與該對(duì)象的finalizer的開(kāi)始
（8）如果A動(dòng)作happens-before于B動(dòng)作，而B(niǎo)動(dòng)作happens-before與C動(dòng)作，那么A動(dòng)作happens-before于C動(dòng)作。
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什么是happens-before？
happens-before就是“什么什么一定在什么什么之前運(yùn)行”，也就是保證順序性。
因?yàn)镃PU是可以不按我們寫(xiě)代碼的順序執(zhí)行內(nèi)存的存取過(guò)程的，也就是指令會(huì)亂序或并行運(yùn)行，
只有上面的happens-before所規(guī)定的情況下，才保證順序性。
如：
- public class Test {
-
- private int a = 0;
-
- private long b = 0;
-
- public void set() {
- a = 1;
- b = -1;
- }
-
- public void check() {
- if (! ((b == 0) || (b == -1 && a == 1))
- throw new Exception("check Error!");
- }
- }
對(duì)于set()方法的執(zhí)行：
1. 編譯器可以重新安排語(yǔ)句的執(zhí)行順序，這樣b就可以在a之前賦值。如果方法是內(nèi)嵌的(inline)，編譯器還可以把其它語(yǔ)句重新排序。
2. 處理器可以改變這些語(yǔ)句的機(jī)器指令的執(zhí)行順序，甚到同時(shí)執(zhí)行這些語(yǔ)句。
3. 存儲(chǔ)系統(tǒng)(由于被緩存控制單元控制)也可以重新安排對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)操作順序，這些寫(xiě)操作可能與其他計(jì)算和存儲(chǔ)操作同時(shí)發(fā)生。
4. 編譯器，處理器和存儲(chǔ)系統(tǒng)都可以把這兩條語(yǔ)句的機(jī)器指令交叉執(zhí)行。
例如：在一臺(tái)32位的機(jī)器上，可以先寫(xiě)b的高位，然后寫(xiě)a，最后寫(xiě)b的低位，(注：b為long類型，在32位的機(jī)器上分高低位存儲(chǔ))
5. 編譯器，處理器和存儲(chǔ)系統(tǒng)都可以使對(duì)應(yīng)于變量的存儲(chǔ)單元一直保留著原來(lái)的值，
以某種方式維護(hù)相應(yīng)的值(例如，在CPU的寄存器中)以保證代碼正常運(yùn)行，直到下一個(gè)check調(diào)用才更新。
...
在單線程(或同步)的情況下，上面的check()永遠(yuǎn)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，
但非同步多線程運(yùn)行時(shí)卻很有可能。
并且，多個(gè)CPU之間的緩存也不保證實(shí)時(shí)同步，
也就是說(shuō)你剛給一個(gè)變量賦值，另一個(gè)線程立即獲取它的值，可能拿到的卻是舊值(或null)，
因?yàn)閮蓚€(gè)線程在不同的CPU執(zhí)行，它們看到的緩存值不一樣，
只有在synchronized或volatile或final的性況下才能保證正確性，
很多人用synchronized時(shí)只記得有l(wèi)ock的功能，而忘記了線程間的可見(jiàn)性問(wèn)題。
如：
- public class Test {
-
- private int n;
-
- public void set(int n) {
- this.n = n;
- }
-
- public void check() {
- if (n != n)
- throw new Exception("check Error!");
- }
- }
check()中的 n != n 好像永遠(yuǎn)不會(huì)成立，因?yàn)樗麄冎赶蛲粋€(gè)值，但非同步時(shí)卻很有可能發(fā)生。
另外，JMM不保證創(chuàng)建過(guò)程的原子性，讀寫(xiě)并發(fā)時(shí)，可能看到不完整的對(duì)象，
這也是為什么單例模式中著名的"雙重檢查成例"方法，在Java中行不通。(但.Net的內(nèi)存模型保證這一點(diǎn))
當(dāng)然，在Java中單例的延遲加載可以用另一種方案實(shí)現(xiàn)(方案四)：
方案一：非延遲加載單例類
- public class Singleton {
-
- private Singleton(){}
-
- private static final Singleton instance = new Singleton();
-
- public static Singleton getInstance() {
- return instance;
- }
- }
方案二：簡(jiǎn)單的同步延遲加載
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
-
- public static synchronized Singleton getInstance() {
- if (instance == null)
- instance ＝ new Singleton();
- return instance;
- }
-
- }
方案三：雙重檢查成例延遲加載
目的是避開(kāi)過(guò)多的同步，
但在Java中行不通，因?yàn)橥綁K外面的if (instance == null)可能看到已存在，但不完整的實(shí)例。
JDK5.0以后版本若instance為volatile則可行
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
-
- public static Singleton getInstance() {
- if (instance == null) {
- synchronized (Singleton.class) {
- if (instance == null) {
- instance ＝ new Singleton();
- }
- }
- }
- return instance;
- }
-
- }
方案四：類加載器延遲加載
- public class Singleton {
-
- private static class Holder {
- static final Singleton instance = new Singleton();
- }
-
- public static Singleton getInstance() {
- return Holder.instance;
- }
-
- }