Explication détaillée du modèle de mémoire Java : du principe à la pratique, construction d'un système de concurrence robuste

1. Présentation du modèle de mémoire Java

Le modèle de mémoire Java est un maillon indispensable et important dans le développement, et comprendre ses principes est crucial pour construire un système concurrent robuste. L'éditeur PHP Yuzai analysera le modèle de mémoire Java en détail, vous guidera de la théorie à la pratique, vous aidera à mieux maîtriser les compétences de programmation simultanée et à améliorer la stabilité et les performances du système.

2. Concepts de base de JMM

2.1 Mémoire principale et mémoire de travail

JMM divise la mémoire en deux parties : la mémoire principale et la mémoire de travail. La mémoire principale est une zone mémoire partagée par tous les threads, tandis que la mémoire de travail est une zone mémoire privée à chaque thread. Un thread ne peut accéder qu'à sa propre mémoire de travail, mais peut partager la mémoire principale avec d'autres threads.

2.2 Atomicité

L'atomicité signifie qu'une opération est soit exécutée dans son intégralité, soit pas exécutée du tout et ne sera pas interrompue par d'autres opérations. Dans JMM, l’atomicité est obtenue grâce à l’utilisation d’instructions atomiques. Les instructions atomiques sont un ensemble d'instructions qui ne peuvent pas être interrompues par d'autres threads, garantissant l'atomicité des opérations.

2.3 Visibilité

La visibilité signifie que les modifications apportées à la mémoire partagée par un thread peuvent être immédiatement vues par les autres threads. Dans JMM, la visibilité est obtenue grâce à l'utilisation de barrières de mémoire. Une barrière de mémoire est un ensemble d'instructions qui interdit la réorganisation des instructions et garantit que les modifications apportées à la mémoire partagée sont immédiatement visibles par les autres threads. 3. Application pratique de JMM

3.1 mot clé volatile

Le mot-clé

volatile peut marquer une variable comme "volatile", ce qui signifie que la valeur de la variable peut être modifiée par d'autres threads, donc une barrière de mémoire doit être utilisée pour assurer la visibilité avant d'accéder à la variable.

3.2 mot-clé synchronisé

Le mot-clé

synchronized peut marquer un bloc de code comme "synchronisé", ce qui signifie que lorsque le bloc de code est exécuté, les autres threads ne peuvent pas accéder aux variables partagées dans le bloc de code. Cela garantit l’atomicité des variables partagées.

3.3 Interface de verrouillage

L'interface

Lock peut être utilisée pour créer des objets

lock

, qui peuvent être partagés par plusieurs threads. Lorsqu'un thread acquiert un objet verrou, les autres threads ne peuvent pas accéder aux variables partagées protégées par l'objet verrou. Cela garantit l’atomicité des variables partagées. 4. Construire un système

simultané

robuste 4.1 Évitez les conditions de course

Une condition de concurrence critique se produit lorsque deux threads ou plus accèdent simultanément à une variable partagée et entraînent des résultats incorrects. Pour éviter les conditions de concurrence, des mécanismes de synchronisation doivent être utilisés pour garantir l'atomicité des variables partagées.

4.2 Utilisation correcte des barrières de mémoire

Les barrières de mémoire garantissent que les modifications apportées à la mémoire partagée peuvent être immédiatement vues par les autres threads. Lors de l'utilisation de variables partagées, une utilisation appropriée des barrières de mémoire est nécessaire pour garantir la visibilité.

4.3 Utiliser un mécanisme de synchronisation approprié

Dans les systèmes concurrents, des mécanismes de synchronisation appropriés doivent être utilisés pour garantir l'atomicité des variables partagées. La synchronisation peut être réalisée à l'aide du mot-clé volatile, du mot-clé synchronisé ou de l'interface Lock.

5.

Résumé

Le modèle de mémoire Java (JMM) est le fondement de la machine virtuelle Java (JVM) et définit comment les threads accèdent et fonctionnent sur la mémoire partagée. Comprendre JMM permet de comprendre les problèmes de visibilité de la mémoire dans les systèmes simultanés et de créer des systèmes simultanés robustes.

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