JVM与性能调优：JVM基础与原理之Java内存模型(JMM)与并发基础(2)

Java内存模型(JMM)与并发基础

开篇：当咖啡师遇上多线程

想象一家网红咖啡店，三位咖啡师（线程）同时操作一台意式咖啡机（共享资源）。没有明确分工时可能出现：A师傅刚磨好粉，B师傅就清空了粉碗，C师傅看着空粉碗发愣。这就是并发编程的日常——JMM就是帮助咖啡师们高效协作的《吧台操作手册》。

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第一章 看得见的混乱：并发问题三原罪

1.1 原子性问题：被打断的拉花教学

新手咖啡师小李正在学习心形拉花：

// 理想中的步骤
1. 倾斜咖啡杯      → 2. 注入奶泡 
3. 左右晃动        → 4. 垂直收尾

实际可能被订单打断：

// 线程切换导致步骤错乱
1. 倾斜咖啡杯      → [接单提醒弹出]
                    → 3. 左右晃动 
2. 注入奶泡        → 4. 垂直收尾
// 结果得到一团抽象派奶泡

示例代码：咖啡订单计数器

class Counter {
   
    
    
    private int orders = 0;  // 总订单数
    
    // 注意：这个方法存在原子性问题
    public void addOrder() {
   
    
    
        orders++;  // 相当于三步：读值→改值→写回
    }
    
    // 正确写法应该像这样：
    // public synchronized void addOrder() { orders++; }
}
// 注释说明：
// 1. orders++ 不是原子操作，可能被线程切换打断
// 2. 当两个线程同时读取orders=5，都会改成6，实际应该到7
// 3. 这就好比两个收银员同时处理同一张订单

1.2 可见性问题：失效的价目表

假设店长更新了价目表，但：

• 前台收银机缓存了旧价格（线程本地内存）
• 新来的兼职生没收到通知（未刷新内存）
• 顾客看到的价格各不相同（数据不一致）

// 价目表变量声明
boolean isPriceUpdated = false; // 无volatile修饰

// 店长线程
void updatePrice() {
   
    
    
    loadNewPrices();      // 耗时操作
    isPriceUpdated = true; // 标记已更新
}