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并发学习笔记10-happens-before

并发学习系列以阅读《Java并发编程的艺术》一书的笔记为蓝本,汇集一些阅读过程中找到的解惑资料而成。这是一个边看边写的系列,有兴趣的也可以先自行购买此书学习。
本文首发:[windCoder]( https://windcoder.com/bingfaxuexibiji10-happens-before ‎ "windCoder")

JMM把happens-before要求禁止的重排序分为下面两类:
- 会改变程序执行结果的重排序;
- 不会改变程序执行结果的重排序。

JMM对这两种不同性质的重排序采取了如下不同的策略:
- 对于会改变程序执行结果的重排序,JMm要求编译器和处理器必须禁止这种重排序。
- 对于不会改变程序执行结果的重排序,JMM对编译器和处理器不做要求(即允许这种)。

happens-before关系的定义如下:
- 如果一个操作happens-before另一个操作,那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见,而第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。
- 两个操作之间存在happens-before关系,并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果,与按happens-before关系来执行的结果一致,那么这种重排序并不非法(即允许这种重排序)。

1是JMM对程序员的承诺,2是JMM对编译器和处理器重排序的约束规则。happens-before关系本质上和as-if-serial语义是一回事:

as-if-serial happens-before
保证 单线程内程序的执行结果不被改变。 正确同步的多线程程序的执行结果不被改变。
幻境 单线程程序是按程序的顺序来执行的。 正确同步的多线程程序是按照happens-before指定的顺序来执行的。

happens-before规则

  • 程序顺序规则:一个线程中的每个操作,happens-before于该线程中的任意后续操作。
  • 监视器锁规则:对一个锁的解锁,happens-before于随后对这个锁的加锁。
  • volatile变量规则:对一个volatile域的写,happens-before于任意后续对这个volatile域的读。
  • 传递性:如果A happens-before B,且B happens-before C,那么A happens-before C。
  • start()规则:如果线程A执行操作ThreadB.start()(启动线程B),那么A线程的THreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。
  • join()规则:如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回,那么线程B中的任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。

start()规则意味着线程A在执行ThreadB.start()之前对共享变量所做的修改,接下来在B线程开始执行后都将确保对线程B可见

join()规则意味着线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回后,线程B中的任意操作都将对线程A可见

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