一、通过程序看景象

在开始为大家解说Java 多线程缓存模型之前，咱们先看上面的这一段代码。这段代码的逻辑很简略：主线程启动了两个子线程，一个线程1、一个线程2。线程1先执行，sleep睡眠2秒钟之后线程2执行。两个线程应用到了一个共享变量shareFlag，初始值为false。如果shareFlag始终等于false，线程1将始终处于死循环状态，所以咱们在线程2中将shareFlag设置为true。

public class VolatileTest {  public static boolean shareFlag = false;  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {    new Thread(() -> {      System.out.print("开始执行线程1 =>");      while (!shareFlag){  //shareFlag = false则始终死循环        //System.out.println("shareFlag=" + shareFlag);      }      System.out.print("线程1执行实现 =>");    }).start();    Thread.sleep(2000);    new Thread(() -> {      System.out.print("开始执行线程2 =>");      shareFlag = true;      System.out.print("线程2执行实现 =>");    }).start();  }}

如果你没有学过JMM线程模型，可能你看完下面的代码，心愿失去的输入后果是上面这样的：

开始执行线程1 =>开始执行线程2 =>线程2执行实现 =>线程1执行实现=>

如下图所示，正常人了解这段代码，首先执行线程1进入循环，线程2批改shareFlag=true，线程1跳出循环。所以跳出循环的线程1会打印"线程1执行实现=>"，然而通过笔者试验，"线程1执行实现=>"不会被打印，线程1也没有跳出死循环，这是为什么呢？

二、为什么会产生这种景象（JMM模型）？

要解释下面提到的问题，咱们就须要学习JMM(Java Memory Model)Java 内存模型，笔者感觉叫做Java多线程内存模型更精确一些。

  • 首先，在JMM中每个线程有本人的工作内存，在程序启动的时候，线程将共享变量加载(read&load)到本人的工作内存中，加载到线程工作内存中的内存变量是主内存中共享变量的正本。也就是说此时shareFlag在内存中有三份，值都等于false。
  • 当线程2执行shareFlag=true的时候将其工作内存正本批改为shareFlag=true，同时将正本的值同步写回(store&write)到主内存中。
  • 然而线程1的工作内存中的shareFlag=false没有发生变化，所以线程1始终处于死循环之中。

三、MESI 缓存一致性协定

依照上文的试验以及JMM模型，线程2批改的共享变量的值，线程1感知不到。那怎么样能力让线程1感知到共享变量的值产生了变动呢？其实也很简略，给shareFlag共享变量加上volatile关键字就能够了。

public volatile static boolean shareFlag = false;

其底层原理是这样的，加上volatile关键字提醒JMM遵循MESI 缓存一致性协定，该协定蕴含如下的缓存应用标准（看不懂能够不看，下文会用简略的语言及例子形容一下）。

  1. Modified：代表以后Cache行的数据是批改过的(Dirty)，并且只在以后CPU的Cache中是批改过的；此时该Cache行的数据与其余Cache中的数据不同，与内存中该行的数据也不同。
  2. Exclusive：代表以后Cache行的数据是无效数据，其余CPU的Cache中没有这行数据；并且以后Cache行数据与内存中的数据雷同。
  3. Shared：代表多个CPU的Cache中均缓存有这行数据，并且Cache中的数据与内存中的数据统一；
  4. Invalid：示意以后Cache行中的数据有效；

上文中的缓存应用标准可能过于简单，简略的说就是

  • 当线程2批改shareFlag的时候（参考Modify），告知bus总线我批改了共享变量shareFlag，
  • 线程1对Bus总线进行监听，当它获知共享变量shareFlag产生了批改就会将本人工作内存中的shareFlag正本删除使其生效。
  • 当线程1再次须要应用到shareFlag的时候，发现工作内存中没有shareFlag变量正本，就会从新从主内存中加载(read&load)

举荐浏览《并发编程专栏》

欢送关注我的博客，更多精品常识合集

本文转载注明出处（必须带连贯，不能只转文字）：字母哥博客 - zimug.com

感觉对您有帮忙的话，帮我点赞、分享！您的反对是我不竭的创作能源！。另外，笔者最近一段时间输入了如下的精品内容，期待您的关注。

  • 《kafka修炼之道》
  • 《手摸手教你学Spring Boot2.0》
  • 《Spring Security-JWT-OAuth2一本通》
  • 《实战前后端拆散RBAC权限管理系统》
  • 《实战SpringCloud微服务从青铜到王者》