【Android面试】Java-内存模型面试题（二）

一、内存交互的基本操作

1、lock (锁定) ：作用于主内存的变量，它把一个变量标识为一条线程独占的状态。

2、unlock (解锁) ：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定。

3、 read (读取)： 作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用。

4、load (载入)： 作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。

5、use (使用) ：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到 变量的值得字节码指令时就会执行这个操作。

6、assign (赋值) ：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。

7、store (存储)： 作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便随后write操作使用。

8、write (写入)： 作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。

二、内存交互基本操作的3个特性

1、原子性(Atomicity) ：即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。即使在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程所干扰。

2、可见性(Visibility) ：是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。 正如上面“交互操作流程”中所说明的一样，JMM是通过在线程1变量工作内存修改后将新值同步回主内存，线程2在变量读取前从主内存刷新变量值，这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现可见性。

3、有序性(Ordering) ：有序性规则表现在以下两种场景: 线程内和线程间 线程内 从某个线程的角度看方法的执行，指令会按照一种叫“串行”（as-if-serial）的方式执行，此种方式已经应用于顺序编程语言。线程间这个线程“观察”到其他线程并发地执行非同步的代码时，由于指令重排序优化，任何代码都有可能交叉执行。唯一起作用的约束是：对于同步方法，同步块(synchronized关键字修饰)以及volatile字段的操作仍维持相对有序。Java内存模型的一系列运行规则看起来有点繁琐，但总结起来，是围绕原子性、可见性、有序性特征建立。归根究底，是为实现共享变量的在多个线程的工作内存的数据一致性，多线程并发，指令重排序优化的环境中程序能如预期 运行。

三、happens-before关系

1、单线程下的 happens-before 字节码的先后顺序天然包含happens-before关系：因为单线程内共享一份工作内存，不存在数据一致性的问题。 在程序控制流路径中靠前的字节码 happens-before 靠后的字节码，即靠前的字节码执行完 之后操作结果对靠后的字节码可见。然而，这并不意味着前者一定在后者之前执行。实际上，如果后者不依赖前者的运行结果，那么它们可能会被重排序。

2、多线程下的 happens-before 多线程由于每个线程有共享变量的副本，如果没有对共享变量做同步处理，线程1更新 执行操作A共享变量的值之后，线程2开始执行操作B，此时操作A产生的结果对操作B不一定可见。

四、 内存屏障

1、LoadLoad屏障： 对于这样的语句 Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。

2、StoreStore屏障： 对于这样的语句 Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。

3、 LoadStore屏障： 对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被执行前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。

4、 StoreLoad屏障： 对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的（冲刷写缓冲器，清空无效化队列）。在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。