JAVA多线程基石

JAVA多线程基石
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- 作者：臭豆腐[trydofor.com]
- 日期：2008-12-17
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0. 文档目录
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[[<=$INDEX]]

1. 内存模型
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主存储器(main memory),保存所有Object,为所有线程共有.
工作存储器(working memory),各线程私有空间.

线程无法直接读写主存储器,必须把必要数据复制(working copy)到工作存储器.
这些操作,由以下3组共6个原子操作(atomic action)组成.

* lock/unlock 对实例进行获得/解除锁定
* read/write  主存储器和工作存贮器的数据读/写
* use/assign  工作存储器和线程的数据读/写

.....................................................................
------------------------------------------------------------> 时间线
             ^ Object.field -----> use      |                  线程A
             |              <----  assign   |                  存储器A
---|--------|------------------------------|-------|--------
    |lock    |read                          |write  | unlock   操作
===v========|==============================|=======v========
             | Object.field                 v                  主存储器
                                                               (共享)
===================================================^========
    x can not lock but wait ...                     | lock  
---|-----------------------------------------------|--------                                                               
                                                               线程B
                                                               存储器B
.....................................................................

2. synchronized的作用
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synchronized 是负责线程的共享互斥的.
被其保护的某个东西,需要进行线程同步和内存同步.

以下是常见的synchronized 写法.
======================== java : Synchronized.java ========================
/**
* methodSA 和methodSB 是等价的
*/
synchronized void methodSA(){
    // do something
}
void methodSB(){
    synchronized(this){
        // do something
    }
}

/**
* methodSC 和methodSD 是等价的
*/
static synchronized void methodSC(){
    // do something
}
static void methodSD(){
    synchronized(Synchronized.class){
        // do something
    }
}

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线程永远在自己的工作存储器上工作,当碰到synchronized 块时,会发生
  * 当线程将要进入时,完成2个动作.
    1) 把当前工作存储器的数据write到主存储器
    2) 把主存储器的数据read到工作存储器
  * 当线程将要离开时,完成1个动作.
    1) 把当前工作存储器的数据write到主存储器

3. volatile的作用
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volatile 不负责线程的共享互斥,而是进行内存同步.

基本类型(primitive type),如char,int 的赋值和引用操作是原子级的.
对象等引用类型(reference type)的赋值和引用也是原子级的.
但是,long,double 的赋值和引用却不是原子级的.

当线程欲引用 volatile 字段的值时,通常会从主存储器拷贝到工作存储器,
相反,当线程赋值给 volatile字段后,通常会从工作存储器反映到主存储器.

4. Object的休息室
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Object是java之源,也是synchronized和volatile保护的对象.
wait/notify/notifyAll是Object的方法,而不是Thread特有的.

休息室(wait set),是为了描述线程而引进的虚拟概念,它既不真实的也不可操作.
但是,所有实例都有这么一个休息室,是所有等待执行的线程的集合.暂停的线程,
永远会呆在休息室中,除非发生以下任一情况.

* 有其他线程以 notify/notifyAll 方法唤醒该线程.
* 有其他线程以 interrupt 方法唤醒该线程.
* wait 方法已经到期.

因此 wait/notify/notifyAll,都是对休息室的操作以调度线程.
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排版格式:http://www.trydofor.com/a9w3-auhome/trydofor/article/2008/1219143718/body.htm