1 JVM内存模型

堆：

所有对象全部放在共享堆空间中

对象的属性在共享堆空间内

内存单字节对齐，short不变

栈：

每个线程都有独立的线程栈空间

线程栈只存基本类型和对象地址

栈内存4字节对齐，short变int

对象地址4字节，引用堆空间

方法中局部变量在线程栈空间内

方法参数在栈顶交叉，不拷贝

栈顶寄存，减少中间状态读取

PC指针记录当前执行位置

2 原子性

对象类型：

对象地址原子读写，线程安全

并发读不可变状态，线程安全

并发读写可变状态，非线程安全

基本类型：

int,char数值读写，线程安全

long,double高低位，非线程安全

i++等组合操作，非线程安全

3 可见性

final

初始化final字段确保可见性

volatile

读写volatile字段确保可见性

synchronized

同步块内读写字段确保可见性

happen before

遵守happen before次序可见性

4 可排序性

Happen Before 法则

程序次序法则

如果A一定在B之前发生，则happen before

监视器法则

对一个监视器的解锁一定发生在后续对同一监视器加锁之前

Volatie变量法则

写volatile变量一定发生在后续对它的读之前

线程启动法则

Thread.start一定发生在线程中的动作之前

线程终结法则

线程中的任何动作一定发生在括号中的动作之前(其他线程检测到这个线程已经终止，从Thread.join调用成功返回，Thread.isAlive()返回false)

中断法则

一个线程调用另一个线程的interrupt一定发生在另一线程发现中断之前。

终结法则

一个对象的构造函数结束一定发生在对象的finalizer之前

传递性

A发生在B之前，B发生在C之前，A一定发生在C之前。

5 系统内存

MESI协议:

Modified

本CPU写，则直接写到Cache，不产生总线事务；其它CPU写，则不涉及本CPU的Cache，其它CPU读，则本CPU需要把Cache line中的数据提供给它，而不是让它去读内存。

Exclusive

只有本CPU有该内存的Cache，而且和内存一致。 本CPU的写操作会导致转到Modified状态。

Shared

多个CPU都对该内存有Cache，而且内容一致。任何一个CPU写自己的这个Cache都必须通知其它的CPU。

Invalid

一旦Cache line进入这个状态，CPU读数据就必须发出总线事务，从内存读。

6 内存栅栏

读：

volatile int a, b; if(a == 1 && b == 2)

JIT通过load acquire依赖保证读顺序：

0x2000000001de819c:  adds r37=597,r36;;  ;...84112554

0x2000000001de81a0:  ld1.acq r38=[r37];;  ;...0b30014a a010

写：

volatile A a; a = new A();

JIT通过lock addl使CPU的cache line失效：

0x01a3de1d: movb $0x0,0x1104800(%esi);

0x01a3de24: lock addl $0x0,(%esp);

7 查看JIT编译结果

java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:PrintAssemblyOptions=hsdis-print-bytes -XX:CompileCommand=print,*AtomicInteger.incrementAndGet

8 对齐

LinkedTransferQueue

static final class PaddedAtomicReference extends AtomicReference {

Object p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pa, pb, pc, pd, pe;

PaddedAtomicReference(T r) {

super(r);

}

}

16个地址的长度，刚好占满一个cache line的长度。

确保两个引用，不在同一cache line上，防止多锁竞争。

9 引用

private Channel channel;

public void setChannel (Channel channel ) {

this.channel = channel;

}

public void run() {

Channel channel = this.channel; // localed reference

if (channel != null && channel.isConnected()) {

// do something …

}

}

public void check() {

if (channel != channel)

throw new Error("check error!");

}

10 单例

11 多锁

12 计数

13 缓存

14 线程安全策略

不可变类

如果一个类初始化后，所有属性和类都是final不可变的，则它是线程安全，不需要任何同步，活性高。

线程栈内使用

方法内局部变量使用

线程内参数传递

ThreadLocal持有

同步锁

synchronized的代码串行执行，线程安全，但活性低。

volatile变量锁外双重检测(JDK1.5+)，降低锁竞争。

读写条件分离，锁粒度分级，排序锁。

CAS (CompreAndSet)

循环设新值，如果旧值变化，则重设，乐观并发。

15 习惯

敲每个点号时，考虑：

会不会出现空指针？

有没有异常抛出？

是不是在热点区域？

在哪个线程执行？

有没有并发锁间隙？

会不会并发修改不可见？

转自梁飞的PPT

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