Modèle et ordonnancement de la mémoire Java : découverte du comportement de réorganisation des instructions dans la programmation multithread

1. Modèle de mémoire Java (JMM)

L'article rédigé par l'éditeur PHP Banana explorera en profondeur le modèle et l'ordre de la mémoire Java, et révélera le comportement de réorganisation des instructions dans la programmation multithread. Dans la programmation multithread, la réorganisation des instructions peut conduire à des résultats inattendus dans le programme. Comprendre le modèle et l'ordre de la mémoire Java est crucial pour éviter ces problèmes. Cet article expliquera en détail les principes et les effets de la réorganisation des instructions pour aider les lecteurs à mieux comprendre les dangers cachés et les solutions de la programmation multithread.

2. Ordre

JMM définit l'ordre d'exécution des instructions dans le programme. L'ordre signifie que l'ordre d'exécution des instructions dans un programme est cohérent avec l'ordre du code source du programme. JMM garantit les types de commandes suivants :

• Ordre du programme :L'ordre d'exécution des instructions dans le programme est cohérent avec l'ordre du code source du programme.
• Ordre des instructions :L'ordre d'exécution des instructions dans une instruction est cohérent avec l'ordre du code source de l'instruction.
• Ordre de synchronisation : L'ordre d'exécution des instructions dans un bloc ou une méthode synchronisé est cohérent avec l'ordre du code source du bloc ou de la méthode synchronisé.

3. Réorganisation des commandes

Afin d'améliorer les performances, le processeur peut réorganiser l'ordre d'exécution des instructions. Cette réorganisation ne modifie pas les résultats finaux du programme, mais peut entraîner un comportement différent de celui attendu du programme multithread.

La réorganisation des instructions peut entraîner les problèmes suivants :

• Problème de visibilité : Le thread A écrit dans une variable partagée, mais le thread B ne voit pas cette opération d'écriture.
• Problème d'atomicité : Le thread A a effectué une opération atomique sur une variable partagée, mais le résultat de l'opération vu par le thread B n'était pas atomique.

4. Comment éviter les problèmes de réorganisation des instructions

Pour éviter les problèmes de réorganisation des instructions, vous pouvez utiliser les méthodes suivantes :

• Utilisez le mot-clé volatile : Le mot-clé volatile empêche les instructions de réorganiser l'accès aux variables partagées.
• Utilisez le mot-clé synchronisé : Le mot-clé synchronisé peut forcer les threads à exécuter des blocs de code dans l'ordre.
• Utilisez des opérations atomiques : Les opérations atomiques peuvent garantir que les opérations sur les variables partagées sont atomiques.

5.Code démo

Le code suivant illustre les problèmes pouvant être causés par la réorganisation des instructions :

public class ReorderingDemo {

private static int x = 0;
private static int y = 0;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread1 = new Thread(() -> {
x = 1;
y = 1;
});

Thread thread2 = new Thread(() -> {
if (y == 1) {
System.out.println("x is " + x);
}
});

thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
}
}

Dans ce code, le thread 1 définit d'abord les valeurs de x et y sur 1, puis le thread 2 vérifie si la valeur de y est 1, et si c'est le cas, imprime la valeur de x. Si le processeur réorganise les instructions dans le thread 1, le thread 2 peut voir que y a une valeur de 1 avant que x ne soit défini sur 1, imprimant ainsi 0.

6.Conclusion

Le modèle de mémoire Java définit la visibilité et l'atomicité entre les variables dans la programmation multithread. L'ordre signifie que l'ordre d'exécution des instructions dans un programme est cohérent avec l'ordre du code source du programme. La réorganisation des instructions peut entraîner un comportement différent de celui attendu par les programmes multithread. Pour éviter les problèmes de réorganisation des instructions, vous pouvez utiliser le mot-clé volatile, le mot-clé synchronisé et les opérations atomiques.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!