Java内存模型和优化

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许多多线程代码开发人员都熟悉这样的想法，即不同的线程可以对持有的值有不同的看法，这不是唯一的原因，即如果线程不安全，它可能不会看到更改。 JIT本身可以发挥作用。

为什么不同的线程看到不同的值？

当您有多个线程时，它们将尝试例如通过尝试访问同一内存来最小化它们将交互的数量。为此，他们有一个单独的
本地副本，例如在1级缓存中。该缓存通常最终是一致的。我看到两个线程看到不同值的短时间介于一微秒到十毫秒之间。最终，线程被上下文切换，缓存被清除或更新。无法保证何时会发生这种情况，但几乎总是不到一秒钟。

JIT如何发挥作用？

Java内存模型说，不能保证不是线程安全的字段将看到更新。这允许JIT进行优化，将仅读取而不写入的值有效地内联到代码中。这意味着即使更新了缓存，更改也可能不会反映在代码中。

一个例子

该代码将一直运行，直到将布尔值设置为false为止。

>static class MyTask implements Runnable {private final int loopTimes;private boolean running = true;boolean stopped = false;public MyTask(int loopTimes) {this.loopTimes = loopTimes;}@Overridepublic void run() {try {while (running) {longCalculation();}} finally {stopped = true;}}private void longCalculation() {for (int i = 1; i < loopTimes; i++)if (Math.log10(i) < 0)throw new AssertionError();}
}public static void main(String... args) throws InterruptedException {int loopTimes = Integer.parseInt(args[0]);MyTask task = new MyTask(loopTimes);Thread thread = new Thread(task);thread.setDaemon(true);thread.start();TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);task.running = false;for (int i = 0; i < 200; i++) {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);System.out.println("stopped = " + task.stopped);if (task.stopped)break;}
}

此代码反复执行一些对内存没有影响的工作。它唯一的区别是需要多长时间。通过花费更长的时间，它将确定在运行之前或之后将run（）中的代码优化为false。

如果我使用10或100和-XX：+ PrintCompilation运行此命令，则会看到

111    1     java.lang.String::hashCode (55 bytes)
112    2     java.lang.String::charAt (29 bytes)
135    3     vanilla.java.perfeg.threads.OptimisationMain$MyTask :longCalculation (35 bytes)
204    1 % ! vanilla.java.perfeg.threads.OptimisationMain$MyTask :run @ 0 (31 bytes)
stopped = false
stopped = false
stopped = false
stopped = false
... many deleted ...
stopped = false
stopped = false
stopped = false
stopped = false
stopped = false

如果我用1000运行它，您会看到run（）尚未编译并且线程停止

112    1     java.lang.String::hashCode (55 bytes)
112    2     java.lang.String::charAt (29 bytes)
133    3     vanilla.java.perfeg.threads.OptimisationMain $MyTask::longCalculation (35 bytes)
135    1 %   vanilla.java.perfeg.threads.OptimisationMain $MyTask::longCalculation @ 2 (35 bytes)
stopped = true

一旦线程被编译，即使线程将进行多次上下文切换等，更改也永远不会被看到。

如何解决这个问题

简单的解决方案是使该字段易变。这将确保该字段的值是一致的，而不仅仅是最终一致的，这就是缓存可能为您执行的操作。

结论

虽然有许多类似的问题示例；为什么我的线程没有停止？答案更多与Java内存模型有关，Java内存模型允许JIT“内联”它执行硬件的字段，并在不同的缓存中具有多个数据副本。

参考： Vanilla Java博客上的JCG合作伙伴 Peter Lawrey提供的Java内存模型和优化。

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2013/01/java-memory-model-and-optimisation-2.html