Java-Speichermodell und gleichzeitige Programmierung: Enthüllung der Geheimnisse hinter der Multithread-Programmierung

Multithread-Programmierung ist in Java aufgrund des Java-Speichermodells komplexer und anspruchsvoller geworden. Der PHP-Editor Banana bietet Ihnen eine ausführliche Diskussion über das Java-Speichermodell und die gleichzeitige Programmierung und enthüllt das Geheimnis hinter der Multithread-Programmierung. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Konzepte des Java-Speichermodells untersuchen, wichtige Prinzipien der Multithread-Programmierung verstehen und einige praktische Tipps geben, die Ihnen helfen, die gleichzeitige Programmierung besser zu verstehen und anzuwenden.

Die „passiert vor“-Beziehung definiert die kausale Beziehung zwischen zwei Ereignissen. Wenn Ereignis A vor Ereignis B eintritt, ist die Änderung gemeinsamer Variablen durch Ereignis B für Ereignis A sichtbar. Die Passiert-vorher-Beziehung weist hauptsächlich die folgenden Situationen auf:

1. Programmablaufregeln: In einem Thread sind Änderungen an gemeinsam genutzten Variablen durch nachfolgende Anweisungen für vorherige Anweisungen sichtbar.
2. Pipeline-Regeln: Wenn ein Thread eine Nachricht über eine Pipe (z. B. eine Pipe oder eine Warteschlange) an einen anderen Thread sendet, ist die Nachricht für den empfangenden Thread sichtbar.
3. SperreRegel: Wenn ein Thread die Sperre erhält, sind Änderungen an der gemeinsam genutzten Variablen für andere Threads sichtbar.
4. Regel für flüchtige Variablen: Wenn eine Variable als flüchtig deklariert ist, sind Änderungen an der Variablen für alle Threads sichtbar.
5. Regel für endgültige Variablen: Wenn eine Variable als endgültig deklariert wird, sind Änderungen an der Variablen für alle Threads sichtbar.

Zusätzlich zur Havarie-Vorher-Beziehung definiert JMM auch die Sichtbarkeit und Atomizität von Variablen:

1. Sichtbarkeit: Sichtbarkeit bedeutet, dass Änderungen an gemeinsam genutzten Variablen durch einen Thread für andere Threads sichtbar sind. JMM stellt die Sichtbarkeit von Variablen durch Vorher-Beziehungen sicher.
2. Atomizität: Atomizität bedeutet, dass eine Operation entweder vollständig oder gar nicht ausgeführt wird. JMM stellt die Atomizität von Variablen durch Sperren und flüchtige Variablen sicher.

Das Verständnis der Funktionsweise von JMM ist entscheidend für das Verständnis und die Lösung von Problemen bei der Parallelprogrammierung. Durch das Verständnis der Vorher-Beziehung, der Sichtbarkeit und der Atomizität von Variablen können Sie Probleme wie Dateninkonsistenz und Deadlocks bei der Multithread-Programmierung vermeiden.

Hier sind ein paar Codebeispiele, die zeigen, wie JMM funktioniert:

public class VisibilityDemo {

private static boolean visible = false;

public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
while (!visible) {
// 等待可见性
}
System.out.println("可见性示例：可见");
}).start();

new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
visible = true;
}).start();
}
}

In diesem Beispiel laufen zwei Threads gleichzeitig. Der erste Thread wartet darauf, dass die Variable „visible“ auf „true“ gesetzt wird, während der zweite Thread „visible“ nach einer Sekunde auf „true“ setzt. Wenn der erste Thread erkennt, dass „visible“ wahr ist, gibt er „Sichtbarkeitsbeispiel: Sichtbar“ aus.

public class AtomicityDemo {

private static int count = 0;

public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread(() -> {
synchronized (AtomicityDemo.class) {
count++;
}
}).start();
}

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println("原子性示例：count = " + count);
}
}

In diesem Beispiel werden tausend Threads gleichzeitig ausgeführt und jeder Thread erhöht die Variablenanzahl. Da es sich bei count um eine gemeinsam genutzte Variable handelt, sind Änderungen daran nicht atomar, sodass die endgültige Ausgabeanzahl kleiner oder größer als 1000 sein kann.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonJava-Speichermodell und gleichzeitige Programmierung: Enthüllung der Geheimnisse hinter der Multithread-Programmierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!