大家好，我是小黑，一个在互联网得过且过的农民工。
上一期给大家分享了对于Java中线程相干的一些基础知识。在对于线程终止的例子中，第一个办法讲到要想终止一个线程，能够应用标记位的办法，咱们再来回顾一下代码。
class MyRunnable implements Runnable { // volatile关键字，保障主线程批改后以后线程可能看到被改后的值（可见性） private volatile boolean exit = false; @Override public void run() { while (!exit) { // 循环判断标识位，是否须要退出 System.out.println("这是我自定义的线程"); } } public void setExit(boolean exit) { this.exit = exit; }}public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { MyRunnable runnable = new MyRunnable(); new Thread(runnable).start(); runnable.setExit(true); //批改标记位，退出线程 }}在这个代码中，标记位exit字段在申明时应用了volatile关机字润饰，目标是为了保障在另外一个线程批改后以后线程可能感知到变动，那么这个关键字到底做了些什么呢？这一期咱们来具体聊一聊。
在开始讲volatile关键字之前，须要先和大家聊一聊计算机的内存模型这个玩意儿。
计算机的内存模型
所谓内存模型，英文形容是Memory Model，这玩意儿是一个比拟底层的货色，它是与计算机硬件无关的一个概念。
咱们都晓得，计算机在执行程序的时候，最终是一条条的指令在CPU中执行，在执行过程中往往会存在数据的传递。而数据是寄存在主内存上的，对，就是你那个内存条。
在刚开始CPU的的执行速度还不够快的时候并没有什么问题，但随着CPU技术的一直倒退，CPU计算的速度越来越快，然而呢，从主内存上读取和写入数据的速度有点拉胯，跟不上呀，这就导致CPU每次操作主内存都要花费很多的等待时间。
技术总是要往前倒退的，不能因为内存读写慢CPU就不倒退了吧，也不能让主内存的读写速度成为瓶颈。
想必这里大家也应该想到了，就是在CPU和主内存之间加一个高速缓存，将须要的数据在这个高速缓存上复制一份，而这个高速缓存的特点就是读写很快，而后定期的将缓存中的数据和主内存同步。
到这里问题就解决了吗？ too young,too simple啊，这种构造在但线程的状况下是没有问题的，随着计算机能力一直晋升，开始反对多线程了，并且CPU牛逼到反对多核，到当初的4核8核16核，在这种状况下是会存在一些问题的，咱们来剖析一下。
单核多线程状况：多个线程同时拜访一个共享数据，CPU将数据从主内存加载到高速缓存中，多个线程会拜访高速缓存中的同一个地址，这样即便在线程切换时，缓存数据也不会生效，因为在单核CPU同一时间只能有一个线程在执行，所以也不会有数据拜访的抵触。
多核多线程状况：每个CPU内核都会复制一份数据到本人的高速缓存，这样的话在不同内核上的两个线程是并行的，这样就会导致两个内核各自缓存的数据产生不统一。这个问题就叫做缓存一致性问题。
除了下面说到的缓存一致性问题，计算机为了使CPU的算力可能被充分利用，会对输出的指令进行乱序解决，叫做处理器优化。很多的编程语言为了进步执行效率，也会对代码的执行程序从新排序，比方咱们Java虚拟机的即时编译器(JIT)也会做，这个动作叫做指令重排。
int a = 1;int b = 2;int c = a + b;int d = a - b;比方咱们写的这段代码，第三行和第四行的执行程序就有可能产生扭转，这在单线程中并没有问题，然而在多线程状况下，会产生和咱们预期不一样的后果。
其实下面提出的缓存一致性问题，处理器优化，指令重排就对应咱们并发编程中的可见性问题，原子性问题，有序性问题。带着这些问题，咱们再来看看，在Java中是如何来解决的。
因为存在这些问题，那么必定要有一种机制来解决。这种解决的机制就是内存模型。
内存模型定义了一个标准，用来保障共享内存的可见性，有序性，原子性。内存模型是怎么解决的呢？次要采取两种形式：限度处理器优化和内存屏障。这里咱们先不深究底层原理。
JMM
从后面咱们晓得内存模型是一个标准，用来解决并发状况下的一些问题。不同的编程语言对于这个标准都有对应的实现。那么JMM（Java Memory Model）就是Java语言对于这一标准的具体实现。
那么JMM具体是如何解决这写问题的呢？咱们先来看上面这张图。
内存可见性问题
咱们一个一个问题来看，首先，如何解决可见性问题？
如上图所示，在JMM中，一个线程对于一个数据的操作，分成了6个步骤。
别离是：read,load,use,assign,write,store.
如果说这个变量在申明时，没有应用volatile关键字，那么两个线程是各自复制一份到工作内存，线程B将flag赋值为true，线程A是不可见的。
那么要想线程A可见，就须要在申明flag这个变量时，加上volatile关键字。那么加了关键字之后JMM是怎么做的呢？这里要分读和写两个状况。
- 线程在读取一个volatile变量时，JMM会把工作内存中的该变量置为有效，从新从主内存中读取；
- 线程在写一个volatile变量时，会立即将工作内存中的值刷新到主内存中。
也就是说，对于volatile关键字润饰的变量，在read,load,use操作必须是一起执行的；assign，write,store操作时一起执行。
通过这样的形式，就可能解决内存可见性的问题。
指令重排
而指令重排这个问题，对于编译器来说，只有该对象申明为volatile的，那么就不会对它进行指令重排的优化。
而volatile禁止指令重排的这种规定是合乎一个叫做happens-before的规定。
happens-before除了在volatile变量规定外，还有一些其余规定。
程序秩序规定：在一个线程内一段代码的执行后果是有序的。就是还会指令重排，然而轻易它怎么排，后果是依照咱们代码的程序生成的不会变。
管程锁定规定：就是无论是在单线程环境还是多线程环境，对于同一个锁来说，一个线程对这个锁解锁之后，另一个线程获取了这个锁都能看到前一个线程的操作后果！(管程是一种通用的同步原语，synchronized就是管程的实现）
volatile变量规定：就是如果一个线程先去写一个volatile变量，而后一个线程去读这个变量，那么这个写操作的后果肯定对读的这个线程可见。
线程启动规定：在主线程A执行过程中，启动子线程B，那么线程A在启动子线程B之前对共享变量的批改后果对线程B可见。
线程终止规定：在主线程A执行过程中，子线程B终止，那么线程B在终止之前对共享变量的批改后果在线程A中可见。也称线程join()规定。
线程中断规定：对线程interrupt()办法的调用后行产生于被中断线程代码检测到中断事件的产生，能够通过Thread.interrupted()检测到是否产生中断。
传递性规定：happens-before准则具备传递性，即hb(A, B) ， hb(B, C)，那么hb(A, C)。
对象终结规定：一个对象的初始化的实现，也就是构造函数执行的完结肯定 happens-before它的finalize()办法。
竞态条件
到这里，大家是不是感觉问题曾经都解决了？emmm，咱们来看上面这个场景：
假如上图中的线程A和线程B执行在两个CPU外围上，是并行执行的，它们一起读取到i的值等于0，而后各自加1，而后一起往主内存写。如果线程A和线程B是有先后顺序执行的，i的值最初应该是等于2才对，然而并行状况下是有可能同时操作的，最初写回到主内存中的值只被减少了一次。
这就好比你的银行卡收到了两笔100块的转账，然而账户上只多了100块。
对于这种问题通过volatile是无奈解决的，volatile不会保障该变量操作的原子性。那咱们应该怎么解决呢，就须要应用synchronized对这个操作加锁，保障同一时刻只能有一个线程进行操作。
总结
因为CPU和内存之间存在着高速缓存，在多线程并发状况下，可能会存在缓存一致性问题；而CPU对于输出的指令会做一些处理器优化，一些高级语言的编译器也会做指令重排。因为这些问题，会导致咱们在并发状况下存在内存可见性问题，有序性问题，而JMM就是Java中为了解决这些问题而呈现的。通过volatile关键字能够保障内存可见性，并且会禁止指令重排。然而volatile只能保障操作的有序性，无奈保障操作的原子性，所以，为了平安，咱们对于共享变量的并发解决要进行加锁。
好的，明天的内容就到这里，咱们下期再见。
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