Java 記憶體模型詳解：從原理到實戰，建構健壯並發系統

1. Java 記憶體模型概述

Java 記憶體模型是開發中不可或缺的重要環節，了解其原理對建立健全並發系統至關重要。 php小編魚仔為您詳細解析Java 記憶體模型，引導您從理論到實踐，幫助您更能掌握並發程式設計的技巧，提升系統穩定性與效能。

2. JMM 的基本概念

2.1 主記憶體與工作記憶體

JMM 將記憶體分為兩部分：主記憶體和工作記憶體。主記憶體是所有執行緒共享的記憶體區域，而工作記憶體是每個執行緒私有的記憶體區域。線程只能存取自己的工作內存，但可以與其他線程共享主內存。

2.2 原子性

原子性是指一個操作要麼全部執行，要麼根本不執行，不會被其他操作打斷。在 JMM 中，原子性是透過使用原子指令來實現的。原子指令是一組不可被其他執行緒打斷的指令，可以保證操作的原子性。

2.3 可見性

可見性是指一個執行緒對共享記憶體的修改能夠被其他執行緒立即看到。在 JMM 中，可見性是透過使用記憶體屏障來實現的。記憶體屏障是一組指令，可以禁止指令重排序，並確保對共享記憶體的修改能夠被其他執行緒立即看到。

3. JMM 的實戰應用

3.1 volatile 關鍵字

volatile 關鍵字可以將變數標記為“易失性”，這意味著該變數的值可能會被其他執行緒修改，因此必須在存取該變數之前使用記憶體屏障來確保可見性。

3.2 synchronized 關鍵字

synchronized 關鍵字可以將程式碼區塊標記為“同步”，這意味著在執行該程式碼區塊時，其他執行緒無法存取該程式碼區塊中的共用變數。這可以確保共享變數的原子性。

3.3 Lock 介面

Lock 介面可以用來建立鎖定對象，鎖定對象可以被多個執行緒共用。當一個執行緒取得鎖定物件時，其他執行緒無法存取該鎖定物件所保護的共用變數。這可以確保共享變數的原子性。

4. 建構健壯並發系統

4.1 避免競態條件

競態條件是指兩個或多個執行緒同時存取共享變數並導致不正確結果的情況。為了避免競態條件，需要使用同步機制來確保共享變數的原子性。

4.2 正確使用記憶體屏障

記憶體屏障可以確保對共享記憶體的修改能夠被其他執行緒立即看到。在使用共享變數時，需要正確使用記憶體屏障來確保可見性。

4.3 使用適當的同步機制

在並發系統中，需要使用適當的同步機制來確保共享變數的原子性。可以使用 volatile 關鍵字、synchronized 關鍵字或 Lock 介面來實現同步。

5. 總結

#Java 記憶體模型 (JMM) 是 Java 虛擬機器 (JVM) 的基礎，它定義了執行緒如何存取和操作共享記憶體的方式。了解 JMM 有助於理解並發系統中的記憶體可見性問題，並建立健壯的並發系統。

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