java-多线程深入（一）JMM

（一）java内存区域概况

jvm运行java程序时把所管理的内存分成几个部分：方法区、java栈、本地方法栈、java堆、pc程序计数器。

class字节码装载解析后，在多线程环境中，方法区和java堆数据共享，每个线程自带pc程序计数器和java栈，栈帧中包含方法的所有状态（局部变量、传参、返回值、运算中间结果等）。对共享数据需要考虑多线程并发问题。

更详细内容可参考《深入理解JVM虚拟机》。

（二）计算机系统原型

1.内存和处理器速度不同，缓存的出现，导致数据不同步

多线程都有缓存备份，回写可能会导致数据错误

2.处理器和编译器对代码和指令的优化，导致运算乱序

只要不影响运算结果，处理器可以调整代码执行顺序，多线程操作中会导致数据错误

（三）JMM概况

JMM（java momery model）提供了线程进行通讯时，确保互斥性和可见性。

（1）解决内存可见性问题

共享数据放主内存中，每个线程有自己的工作内存。

线程A读取数据时，先从主内存拷贝数据到工作内存，进行运算后再从工作内存回写到主内存，线程间无法相互访问对方的数据，通过主内存实现通讯。

JMM可以控制指定共享数据实现内存可见性，写入主内存时，同步更新其他线程中的变量值，如volatile变量的使用。

（2）禁止重排序

编译器优化代码，不改变运算结果的情况下，可以实现代码重排序；处理器执行指令，不改变运算结果的情况下，可以实现指令重排序。

JMM可以禁止编译器代码重排序和处理器执行指令重排序（通过加入内层屏蔽）。

多线程并发问题代码剖析

/**
 * 代码重排序demo
 *
 * @author peter_wang
 * @create-time 2015-1-8 下午3:06:02
 */
public class CodeChangeDemo {

    private static boolean isChange = false;

    private static class ChangeThread
        extends Thread {
        public void run() {
            System.out.println("ChangeThread start"); //1
            isChange = true;                          //2
        };
    };

    private static class GetChangeThread
        extends Thread {
        public void run() {
            System.out.println("GetChangeThread start");
            if (isChange) {                           //3
                isChange = false;
                System.out.println("change success");
            }
            else {
                System.out.println("change no success");
                System.exit(0);
            }
        };
    };

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            ChangeThread changeThread = new ChangeThread();
            GetChangeThread getChangeThread = new GetChangeThread();
            changeThread.start();
            getChangeThread.start();
            // 防止线程过多，等执行完上面俩线程再继续
            while (Thread.activeCount() > 1) {

            }
        }
    }

}

运行结果：

ChangeThread start

GetChangeThread start

change success

ChangeThread start

GetChangeThread start

change success

ChangeThread start

GetChangeThread start

change no success

进程退出可能原因：

1.线程ChangeThread中代码顺序调整，1和2调换，执行顺序1-3-2

2.线程ChangeThread执行完，工作内存中的isChange没有回写回主内存，导致3中isChange不是最新值。

参考文献：

1.《深入理解JVM虚拟机》

2.http://ifeve.com/java-memory-model-1/