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(JVM面试题)JVM内存模型的相关知识了解多少,比如重排序,内存屏障,happen-before,主内存,工作内存。

思路: 先画出Java内存模型图,结合例子volatile ,说明什么是重排序,内存屏障,最好能给面试官写以下demo说明。

我的答案:

1)Java内存模型图:

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Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中,每条线程还有自己的工作内存,线程的工作内存中保存了该线程中是用到的变量的主内存副本拷贝,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量的传递均需要自己的工作内存和主存之间进行数据同步进行。

2)指令重排序。

在这里,先看一段代码

public class PossibleReordering {
static int x = 0, y = 0;
static int a = 0, b = 0;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 Thread one = new Thread(new Runnable() { public void run() { a = 1; x = b; } });
 Thread other = new Thread(new Runnable() { public void run() { b = 1; y = a; } }); one.start();other.start(); one.join();other.join(); System.out.println(“(” + x + “,” + y + “)”);}

运行结果可能为(1,0)、(0,1)或(1,1),也可能是(0,0)。因为,在实际运行时,代码指令可能并不是严格按照代码语句顺序执行的。大多数现代微处理器都会采用将指令乱序执行(out-of-order execution,简称OoOE或OOE)的方法,在条件允许的情况下,直接运行当前有能力立即执行的后续指令,避开获取下一条指令所需数据时造成的等待3。通过乱序执行的技术,处理器可以大大提高执行效率。而这就是指令重排

3)内存屏障

内存屏障,也叫内存栅栏,是一种CPU指令,用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。

  • 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。
  • 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。
  • LoadStore屏障 :对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2,在Store2及后续写入操作被刷出前,保证Load1要读取的数据被读取完毕。
  • 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。 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。

4)happen-before原则

  • 单线程happen-before原则:在同一个线程中,书写在前面的操作happen-before后面的操作。 锁的happen-before原则:同一个锁的unlock操作happen-before此锁的lock操作。
  • volatile的happen-before原则:对一个volatile变量的写操作happen-before对此变量的任意操作(当然也包括写操作了)。
  • happen-before的传递性原则:如果A操作 happen-before B操作,B操作happen-before C操作,那么A操作happen-before C操作。
  • 线程启动的happen-before原则:同一个线程的start方法happen-before此线程的其它方法。
  • 线程中断的happen-before原则 :对线程interrupt方法的调用happen-before被中断线程的检测到中断发送的代码。
  • 线程终结的happen-before原则: 线程中的所有操作都happen-before线程的终止检测。
  • 对象创建的happen-before原则: 一个对象的初始化完成先于他的finalize方法调用。

Java面试题

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