Что такое Java Memory Model?android-220

Основное определение

Java Memory Model — это формальная спецификация, которая определяет:

• Как потоки взаимодействуют через общую память
• Каким образом изменения переменных становятся видимыми между потоками
• Какие гарантии порядка выполнения операций предоставляет JVM

Ключевые проблемы, которые решает JMM

1. Видимость изменений (Visibility):

   • Когда запись в одном потоке станет видна другому потоку

2. Порядок выполнения (Ordering):

   • В каком порядке потоки видят операции других потоков

3. Атомарность операций:

   • Какие операции гарантированно выполняются как единое целое

Основные концепции JMM

1. Happens-Before

Отношение порядка между операциями, гарантирующее видимость изменений:

Если операция A happens-before операции B, то результат A виден для B

Примеры happens-before:

• Запуск потока happens-before его первая операция
• Освобождение монитора (unlock) happens-before последующее захват (lock) того же монитора

2. Работа с памятью

• Main Memory — центральное хранилище данных
• Working Memory — локальная копия данных потока

Поток 1: Working Memory ←→ Main Memory
Поток 2: Working Memory ←→ Main Memory

3. Volatile переменные

Гарантируют:

• Видимость изменений сразу для всех потоков
• Запрет переупорядочивания операций с volatile-доступами

volatile boolean flag = false;

// Поток 1:
flag = true; // Запись сразу видна другим потокам

// Поток 2:
while(!flag); // Увидит изменение немедленно

Практические аспекты JMM в Android

1. Безопасная публикация объектов

Правильные способы опубликовать объект для других потоков:

// 1. Через volatile
volatile MyObject obj;

// 2. Через final поля
class Holder {
    final MyObject obj;
    Holder(MyObject o) { this.obj = o; }
}

// 3. Через synchronized
synchronized void setObject(MyObject o) {
    this.obj = o;
}

2. Аннотации для JMM

В Android часто используют:

@GuardedBy("lock")
private Object sharedData;

@Volatile
private boolean isReady;

Примеры проблем без JMM

1. Неправильная видимость:

// Без синхронизации может работать некорректно
boolean running = true;

void stop() { running = false; } // Может никогда не стать видимым

2. Переупорядочивание операций:

// JVM может поменять порядок инициализации
objRef = new Object(); // Часть 1: выделение памяти
                      // Часть 2: инициализация (может быть переупорядочена)

Гарантии JMM

1. Для synchronized:

   • Атомарность входа/выхода
   • Видимость изменений до/после блока

2. Для final полей:

   • Правильная инициализация видна всем потокам

3. Для volatile:

   • Атомарность чтения/записи
   • Запрет переупорядочивания

Резюмируем:

Java Memory Model — это фундаментальная спецификация, определяющая правила работы с памятью в многопоточной среде. Понимание JMM критически важно для написания корректных concurrent-приложений в Android, особенно при работе с SharedPreferences, LiveData и другими компонентами, где важна видимость изменений между потоками.