java内存模型其实是跟计算机硬件发展息息相关的,CPU的运算能力相比较于硬盘,内存的存取能力是相当高的,就好比我(CPU)分明能一分钟从1加到100,你(内存)却只能给到我1到10,内存的存取大大的限制了CPU的运算,所以就在内存和CPU中间加了高速缓存,用于CPU的快速计算,如下图:
JAVA内存模型也采用了相似的结构,线程与CPU交互的时候,为了快速的进行运算,线程本地会开辟一份内存用于数据存储,然后快速的与CPU进行交互,CPU的运算数据也通过线程推送到内存中,如下图:
现在问题来了,从CPU到主内存需要经过线程的本地内存,在多线程的环境下,如果CPU运算数据不能及时的推到主内存中,就引发了线程安全问题,比如java中的经典案例i=0;i++;这么一个简单地语句,如果线程1将i变为1之后还没来得及写到主内存中,线程2也是用i=0这个数据去运算,那么原本i++两次之后应该得到2,现在却只能输出1;
由此可见java内存模型是模拟计算机硬件设计的,主要的作用其实还是用来提升整个系统的运算能力,但却由此产生了多线程的线程安全问题,线程安全的主要问题是原子性,可见性,有序性问题;
怎么解决线程安全的问题呢?
1,资源不共享:比如TheadLocal,数据直接放在线程的本地内存中,每个线程有一份自己的数据,不存在安全问题
2,资源共享但是加锁:比如synchronize,reentrantLock等,将共享资源进行加锁,只有在保证线程处理完成或者中断的时候,才会让别的线程继续处理这份数据;
3,资源共享但是无锁:比如AtomicBoolean,AtomicInteger等主要是使用CAS保证数据的原子性操作,使用volatile保证数据的可见性来保证数据安全;
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