Votatile--JMM--单例模式

​​volatile和synchronized的区别​​​​全面理解Java内存模型​​

Votatile

文章目录

• ​​Votatile​​

• ​​JMM​​

• ​​Votatile​​
• ​​什么是JMM​​

• ​​Volatile​​

• ​​保证了可见性​​
• ​​不保证原子性​​
• ​​避免指令重排​​

• ​​指令重排​​
• ​​volatile可以避免指令重排​​

• ​​单例模式​​

• ​​饿汉式​​
• ​​DCL懒汉式​​

• ​​DCL懒汉式​​
• ​​反射破环唯一性​​
• ​​解决: 继续加锁​​

• ​​但是双反射继续破环​​

• ​​继续解决: 采用红略灯经行.加标志进行判定​​

• ​​破环: 利用反射破环其私有权限​​

• ​​枚举​​

• ​​通过读取源码得值,反射不能破环枚举,利用枚举​​
• ​​利用枚举​​

• ​​注: 枚举的最终反编译源码​​

JMM

Votatile

Votatile是java虚拟机轻量级的同步机制

1. 保证了可见性
2. 不保证原子性
3. 禁止指令重排

什么是JMM

JMM:java内存模型,不存在的东西,概念!!约定!!

关于JMM的一些同步的约定

1. 线程解锁前,必须把共享变量立即刷回主内存.
2. 线性加锁前,必须读取主内存中的最新值到工作内存中
3. 加锁和解锁是同一把锁

线程 工作内存 、主内存

问题：程序不知道主内存的值已经被修改过了

内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

1. lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
2. unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
3. read（读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
4. load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
5. use（使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
6. assign（赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
7. store（存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
8. write（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内

存的变量中JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

1. 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
2. 不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
3. 不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
4. 一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
5. 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
6. 如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
7. 如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
8. 对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

问题：程序不知道主内存的值已经被修改过了

Volatile

1. 保证了可见性
2. 不保证原子性
3. 禁止指令重排

保证了可见性

public class JMMDemo {

    //不加volatile 程序就会死循环
    //加volatile 保证了可见性
    private  volatile static  int num=0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            while (num==0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        num=1;
        System.out.println(num);
    }
}      

不保证原子性

原子性: 不可分割

线程A在执行任务的时候,不能被打扰的,也不能被分割,要么成功,要么失败

避免指令重排

指令重排

你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的。

源代码–>编译器优化的重排–> 指令并行也可能会重排–>内存系统也会重排–> 执行

volatile可以避免指令重排

内存屏障.CPU指令,

• 保证特定的操作的执行顺序
• 可以保证某些变量的内存可见性内存屏障:禁止上面指令和下面指令顺序交换

Volatile是可以保持可见性。不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生！

单例模式

饿汉式DCL懒汉式

饿汉式

// 饿汉式单例
public class hun {

    // 可能会浪费空间
    private byte[] data1 = new byte[1024 * 1024];
    private byte[] data2 = new byte[1024 * 1024];
    private byte[] data3 = new byte[1024 * 1024];
    private byte[] data4 = new byte[1024 * 1024];

    private hun() {

    }

    private final static hun HUNGRY = new hun();

    public static hun getInstance() {
        return HUNGRY;
    }

}
      

DCL懒汉式

DCL懒汉式

反射破环唯一性

单例不安全,反射可以进行破环

这里的双重检测加锁是保证了操作原子性,只有一个线程能创建一个实例,其他线程无法创建第二个,volatie关键字是为了防止因为指令重排导致的多线程问题,有可能A 创建了一个实例,虚拟机只分配空间,对象引用这两步,这既是线程B过来发现对象已经被创建了,但是获取到的对象还是没有被初始化

if (lazyMan == null) {

lazyMan = new LazyMan(); //不是原子性操作

/**

* 由于不是原子

*

* 1.分配内存空间

* 2.执行构造方法,初始化对象

* 3.把这个对象指向这个空间

*会出现指令重排

*

* 加上 volatile 不会出现指令重排

*/

}

解决: 继续加锁

但是双反射继续破环

继续解决: 采用红略灯经行.加标志进行判定

破环: 利用反射破环其私有权限

枚举

通过读取源码得值,反射不能破环枚举,利用枚举

利用枚举

枚举有参构造

注: 枚举的最终反编译源码