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在Java中什么是Java内存模型_Java并发基础概念解析

P粉602998670

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发布时间:2026-02-04 02:45:26

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来源于php中文网

原创

JMM是一套定义多线程读写共享变量行为的抽象规则,规定可见性、有序性及同步机制;主内存与工作内存是逻辑概念,非物理内存;volatile保证可见性和禁止重排序,但不保证原子性。

在java中什么是java内存模型_java并发基础概念解析

Java内存模型(JMM)不是一段代码、一个类或JVM的物理内存布局,而是一套**定义多线程读写共享变量行为的抽象规则**——它告诉你:什么时候一个线程改了变量,另一个线程能“看见”;哪些操作不能被重排;哪些语义是“保证发生”的。没理解它,synchronizedvolatile、甚至AtomicInteger都可能用错。

主内存和工作内存到底怎么交互?

别被名字骗了:主内存不是堆内存,工作内存也不是内存。它们是JMM为统一硬件差异虚构出来的概念:

  • 所有static、实例成员变量、数组元素都属于“主内存”(逻辑上共享)
  • 每个线程执行时,会把要用到的变量从主内存“拷贝一份”到自己的“工作内存”(实际是CPU缓存+寄存器等)
  • 线程只能读写自己工作内存里的副本,不能直读主内存;变量同步靠8个原子动作(read/load/use/assign/store/write等)完成

所以你写sharedVar = 1,不等于立刻刷到主内存;另一个线程读sharedVar,也不一定拿到最新值——除非有同步机制介入。

volatile为什么不能替代synchronized?

volatile只解决两个问题:可见性 + 禁止指令重排序(在读写前后插入内存屏障),但它完全不提供原子性

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  • 现象:volatile int counter = 0;,然后100个线程各执行100次counter++,最终结果大概率
  • 原因:counter++ 是三步:读取→加1→写回,volatile只保证每一步的读/写可见,但三步之间不互斥,仍会交叉执行
  • 正确做法:用AtomicInteger.incrementAndGet()(CAS保障原子性),或包在synchronized块里

happens-before原则是判断可见性的唯一依据

这不是语法糖,也不是JVM优化开关,而是JMM定义的“操作先后顺序”的数学关系。只要A happens-before B,那么A的执行结果对B可见。

  • 常见规则举例:synchronized解锁 happens-before 同一锁的加锁;对volatile变量的写 happens-before 后续对该变量的读;线程start() happens-before 线程内任何操作
  • 陷阱:没有happens-before关系的操作,编译器/JIT/CPU都可能重排,哪怕代码写在前面,也不代表先执行或先被看到
  • 实操建议:别靠“我觉得它该按顺序执行”来推理;画出关键变量的读写路径,逐条检查是否满足某条happens-before规则

真正难的不是记住这些规则,而是在复杂对象引用链、嵌套锁、异步回调中,准确识别哪些变量需要同步、哪些操作必须建立happens-before。很多并发bug不是因为没加锁,而是加了锁却没覆盖全部共享状态——比如只锁了list,忘了list.get(0).field也是共享变量。

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