Java-Speichermodell und -Reihenfolge: Aufdecken des Neuordnungsverhaltens von Anweisungen in der Multithread-Programmierung

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1. Java-Speichermodell (JMM)

Der Artikel des PHP-Editors Banana wird sich eingehend mit dem Java-Speichermodell und der Ordnungsmäßigkeit befassen und das Verhalten bei der Befehlsneuordnung in der Multithread-Programmierung aufdecken. Bei der Multithread-Programmierung kann die Neuordnung von Anweisungen zu unerwarteten Ergebnissen im Programm führen. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es wichtig, das Java-Speichermodell und die Reihenfolge zu verstehen. In diesem Artikel werden die Prinzipien und Auswirkungen der Neuordnung von Befehlen ausführlich erläutert, um den Lesern ein besseres Verständnis der verborgenen Gefahren und Lösungen bei der Multithread-Programmierung zu ermöglichen.

2. Ordnung

JMM definiert die Ausführungsreihenfolge von Anweisungen im Programm. Ordnung bedeutet, dass die Reihenfolge der Ausführung von Anweisungen in einem Programm mit der Reihenfolge des Quellcodes des Programms übereinstimmt. JMM garantiert folgende Bestellarten:

• Programmordnung:Die Ausführungsreihenfolge der Anweisungen im Programm stimmt mit der Reihenfolge des Quellcodes des Programms überein.
• Anweisungsreihenfolge:Die Ausführungsreihenfolge der Anweisungen in einer Anweisung stimmt mit der Quellcodereihenfolge der Anweisung überein.
• Synchronisationsreihenfolge: Die Ausführungsreihenfolge von Anweisungen in einem synchronisierten Block oder einer synchronisierten Methode stimmt mit der Quellcodereihenfolge des synchronisierten Blocks oder der synchronisierten Methode überein.

3. Neuordnung der Befehle

Um die Leistung zu verbessern, kann der Prozessor die Reihenfolge der Befehlsausführung neu anordnen. Diese Neuordnung ändert nichts an den Endergebnissen des Programms, kann jedoch dazu führen, dass sich das Multithread-Programm anders als erwartet verhält.

Die Neuordnung von Anweisungen kann zu folgenden Problemen führen:

• Sichtbarkeitsproblem: Thread A schreibt in eine gemeinsam genutzte Variable, aber Thread B sieht diesen Schreibvorgang nicht.
• Atomizitätsproblem: Thread A führte eine atomare Operation an einer gemeinsam genutzten Variablen durch, aber das von Thread B gesehene Operationsergebnis war nicht atomar.

4. So vermeiden Sie das Problem der Neuordnung von Anweisungen

Um Probleme bei der Neuordnung von Anweisungen zu vermeiden, können Sie die folgenden Methoden verwenden:

• Verwenden Sie das Schlüsselwort volatile: Das Schlüsselwort volatile verhindert, dass Anweisungen den Zugriff auf gemeinsam genutzte Variablen neu anordnen.
• Verwenden Sie das synchronisierte Schlüsselwort: Das synchronisierte Schlüsselwort kann Threads dazu zwingen, Codeblöcke der Reihe nach auszuführen.
• Verwenden Sie atomare Operationen: Atomare Operationen können sicherstellen, dass Operationen an gemeinsam genutzten Variablen atomar sind.

5. Democode

Der folgende Code veranschaulicht die Probleme, die durch die Neuordnung von Anweisungen verursacht werden können:

public class ReorderingDemo {

private static int x = 0;
private static int y = 0;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread1 = new Thread(() -> {
x = 1;
y = 1;
});

Thread thread2 = new Thread(() -> {
if (y == 1) {
System.out.println("x is " + x);
}
});

thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
}
}

In diesem Code setzt Thread 1 zuerst die Werte von x und y auf 1, dann prüft Thread 2, ob der Wert von y 1 ist, und wenn ja, gibt er den Wert von x aus. Wenn der Prozessor die Anweisungen in Thread 1 neu anordnet, erkennt Thread 2 möglicherweise, dass y einen Wert von 1 hat, bevor x auf 1 gesetzt wird, und gibt somit 0 aus.

6. Fazit

Das Java-Speichermodell definiert Sichtbarkeit und Atomizität zwischen Variablen in der Multithread-Programmierung. Ordnung bedeutet, dass die Reihenfolge der Ausführung von Anweisungen in einem Programm mit der Reihenfolge des Quellcodes des Programms übereinstimmt. Die Neuordnung von Befehlen kann dazu führen, dass sich Multithread-Programme anders als erwartet verhalten. Um Probleme bei der Neuordnung von Befehlen zu vermeiden, können Sie das Schlüsselwort „volatil“, das Schlüsselwort „synchonized“ und atomare Operationen verwenden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonJava-Speichermodell und -Reihenfolge: Aufdecken des Neuordnungsverhaltens von Anweisungen in der Multithread-Programmierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!