Le modèle de mémoire Java et la sécurité des threads expliqués
Jul 14, 2025 am 02:56 AMLe modèle de mémoire Java (JMM) définit les règles d'interaction entre les threads et la mémoire principale pour assurer la visibilité des variables entre plusieurs threads. 1. JMM divise la mémoire en mémoire principale et en fil la mémoire de travail. La lecture et l'écriture variables sont généralement effectuées dans la mémoire de travail, ce qui peut entra?ner des données hors synchronisation; 2. Pour résoudre les problèmes de visibilité et d'ordre, des mots clés volatils ou des mécanismes de verrouillage peuvent être utilisés; 3. Les problèmes de sécurité des fils comprennent les conditions de course, les problèmes de visibilité et la réorganisation des problèmes; 4. Les solutions incluent des mots clés synchronisés, des mots clés volatils, des classes atomiques, des structures de données en filetage, etc.; 5. Volatile convient aux scénarios tels que les drapeaux d'état, les versions uniques, etc., mais ne garantit pas l'atomicité, et les opérations composites nécessitent toujours des mécanismes de synchronisation ou des classes atomiques pour coopérer. La compréhension de ces mécanismes aide à sélectionner des moyens de contr?le de concurrence appropriés.
Dans la programmation concurrente Java, le modèle de mémoire et la sécurité des threads sont deux concepts de base qui ne peuvent pas être évités. Comprendre le modèle de mémoire Java (JMM) peut aider à rédiger des programmes multithreads plus robustes et peut également nous aider à éviter les problèmes de concurrence courants.

Qu'est-ce qu'un modèle de mémoire Java?
Le modèle de mémoire Java définit comment les threads interagissent avec la mémoire principale et les règles de visibilité entre les threads. En termes simples, il spécifie comment les variables sont lues et écrites entre plusieurs threads, garantissant que la modification des variables par un thread peut être vue par d'autres threads.

JMM divise la mémoire en deux parties: mémoire principale et mémoire de travail des threads . Chaque thread a sa propre mémoire de travail, et la lecture et l'écriture des variables sont généralement réalisées dans la mémoire de travail, plut?t que de fonctionner directement la mémoire principale. Cela peut entra?ner le problème des données hors synchronisation entre les threads.
Par exemple:

- Enliter une variable modifiée, mais n'a pas encore été rafra?chi dans la mémoire principale;
- Le thread B lit cette variable pour le moment et peut lire l'ancienne valeur.
Pour résoudre ce problème, certains mécanismes sont nécessaires pour assurer la visibilité et l'ordre, comme l'utilisation volatile
ou du verrouillage.
Questions et solutions fréquemment posées pour la sécurité des fils
La sécurité des threads se concentre sur la question de savoir si l'accès aux ressources partagées conduira à des résultats inattendus. Les questions courantes comprennent:
- Condition de course : plusieurs threads modifient les variables partagées en même temps, et le résultat dépend de l'ordre d'exécution.
- Problème de visibilité : un thread a modifié la variable et d'autres threads ne peuvent pas voir la dernière valeur.
- Problème de réorganisation : Afin d'optimiser les performances, le compilateur ou le processeur ajuste l'ordre des instructions, ce qui entra?ne des erreurs logiques.
Il existe de nombreuses fa?ons de résoudre ces problèmes, et les pratiques courantes comprennent:
- Utilisez des mots clés
synchronized
pour protéger les zones critiques; - Utilisez
volatile
pour assurer la visibilité des variables et interdire les instructions pour réorganiser; - Utilisez des classes atomiques dans
java.util.concurrent
(commeAtomicInteger
); - Utilisez des structures de données à filetage (telles que
ConcurrentHashMap
);
Par exemple: si vous avez une variable de comptoir qui incrémente dans plusieurs threads, il n'est pas s?r d'utiliser int count
directement car il ne s'agit pas d'une opération atomique. AtomicInteger
doit être utilisé ou un mécanisme de synchronisation doit être ajouté.
Fonctions et limites des mots clés volatils
volatile
est l'un des mots clés de Java qui gèrent la visibilité variable. Il a deux fonctions:
- Assurer la visibilité entre les threads des variables : un thread modifie la variable
volatile
et un autre thread verra immédiatement la modification; - Désactiver la réorganisation des instructions : il peut empêcher le JVM d'optimiser et de réorganiser les opérations de lecture et d'écriture liées aux variables
volatile
.
Cependant, sachez que volatile
ne peut garantir l'atomicité . Par exemple, pour les opérations composites comme i
, même si la variable est volatile
, il y aura toujours des problèmes de sécurité.
Par conséquent, volatile
est plus adapté à une utilisation dans les scénarios suivants:
- Flags d'état, tels que les variables booléennes qui contr?lent l'état de fonctionnement d'un fil;
- Publication unique en toute sécurité;
- Un cas où les variables sont écrites uniquement par un seul thread et lues par plusieurs threads;
Si l'atomicité doit être assurée, il est recommandé de coopérer avec les serrures ou d'utiliser des classes atomiques.
Fondamentalement, c'est tout. Pour comprendre le modèle de mémoire Java et le mécanisme de sécurité des filetages, la clé consiste à savoir quand verrouiller, quand utiliser volatile
et comment choisir la bonne classe d'outils de concurrence.
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Javanio est un nouvel IOAPI introduit par Java 1.4. 1) s'adresse aux tampons et aux canaux, 2) contient des composants de tampon, de canal et de sélecteur, 3) prend en charge le mode non bloquant et 4) gère les connexions simultanées plus efficacement que l'OI traditionnel. Ses avantages se reflètent dans: 1) IO non bloquant les réductions de la surcharge du thread, 2) le tampon améliore l'efficacité de transmission des données, 3) le sélecteur réalise le multiplexage et 4) la cartographie de la mémoire accélère la lecture et l'écriture de la lecture de fichiers. Remarque Lorsque vous utilisez: 1) le fonctionnement FLIP / clair du tampon est facile à confondre, 2) les données incomplètes doivent être traitées manuellement sans blocage, 3) l'enregistrement du sélecteur doit être annulé à temps, 4) Nio ne convient pas à tous les scénarios.

HashMap implémente le stockage de paires de valeurs clés via des tables de hachage en Java, et son noyau réside dans les emplacements de données de positionnement rapidement. 1. Utilisez d'abord la méthode HashCode () de la clé pour générer une valeur de hachage et la convertir en un index de tableau via les opérations de bit; 2. Différents objets peuvent générer la même valeur de hachage, entra?nant des conflits. à l'heure actuelle, le n?ud est monté sous la forme d'une liste liée. Après JDK8, la liste liée est trop longue (longueur par défaut 8) et elle sera convertie en arbre rouge et noir pour améliorer l'efficacité; 3. Lorsque vous utilisez une classe personnalisée comme clé, les méthodes equals () et hashcode () doivent être réécrites; 4. Hashmap élargit dynamiquement la capacité. Lorsque le nombre d'éléments dépasse la capacité et se multiplie par le facteur de charge (par défaut 0,75), se développez et remaniez; 5. Hashmap n'est pas en file et concu doit être utilisé dans multithread

Le modèle de conception Singleton en Java garantit qu'une classe n'a qu'une seule instance et fournit un point d'accès global via des constructeurs privés et des méthodes statiques, ce qui convient au contr?le de l'accès aux ressources partagées. Les méthodes de mise en ?uvre incluent: 1. Chargement paresseux, c'est-à-dire que l'instance n'est créée que lorsque la première demande est demandée, ce qui convient aux situations où la consommation de ressources est élevée et pas nécessairement requise; 2. Traitement à filetage, garantissant qu'une seule instance est créée dans un environnement multi-thread par des méthodes de synchronisation ou le verrouillage à double vérification et la réduction de l'impact des performances; 3. Le chargement affamé, qui initialise directement l'instance pendant le chargement des cours, convient aux objets ou scénarios légers qui peuvent être initialisés à l'avance; 4. La mise en ?uvre de l'énumération, en utilisant l'énumération Java pour soutenir naturellement la sérialisation, la sécurité des filetages et prévenir les attaques réfléchissantes, est une méthode concise et fiable recommandée. Différentes méthodes de mise en ?uvre peuvent être sélectionnées en fonction des besoins spécifiques

Facultatif peut clairement exprimer les intentions et réduire le bruit du code pour les jugements nuls. 1. Facultatif. Par exemple, lors de la prise de valeurs des cartes, Orelse peut être utilisée pour fournir des valeurs par défaut, afin que la logique soit plus claire et concise; 2. Utilisez des cartes d'appels de cha?ne pour atteindre les valeurs imbriquées pour éviter en toute sécurité le NPE, et terminer automatiquement si un lien est nul et renvoie la valeur par défaut; 3. Le filtre peut être utilisé pour le filtrage conditionnel, et les opérations ultérieures ne continueront à être effectuées que si les conditions sont remplies, sinon elle sautera directement à Orelse, qui convient au jugement commercial léger; 4. Il n'est pas recommandé de surutiliser facultatif, tels que des types de base ou une logique simple, ce qui augmentera la complexité, et certains scénarios reviendront directement à NU.

La solution de contournement principale pour la rencontre de Java.io.NotSerializableException est de s'assurer que toutes les classes qui doivent être sérialisées implémentent l'interface sérialisable et de vérifier le support de sérialisation des objets imbriqués. 1. Ajouter des ouvrages ImplementSerialisables à la classe principale; 2. Assurez-vous que les classes correspondantes de champs personnalisées de la classe implémentent également sérialisables; 3. Utilisez transitoire pour marquer les champs qui n'ont pas besoin d'être sérialisés; 4. Vérifiez les types non sérialisés dans les collections ou les objets imbriqués; 5. Vérifiez quelle classe n'implémente pas l'interface; 6. Considérez la conception de remplacement pour les classes qui ne peuvent pas être modifiées, telles que la sauvegarde des données clés ou l'utilisation de structures intermédiaires sérialisables; 7. Envisagez de modifier

Pour faire face aux problèmes de codage des personnages en Java, la clé est de spécifier clairement le codage utilisé à chaque étape. 1. Spécifiez toujours le codage lors de la lecture et de l'écriture de texte, utilisez InputStreamReader et OutputStreamWriter et transmettez un jeu de caractères explicite pour éviter de s'appuyer sur le codage par défaut du système. 2. Assurez-vous que les deux extrémités sont cohérentes lors du traitement des cha?nes sur la limite du réseau, définissez l'en-tête de type contenu correct et spécifiez explicitement le codage avec la bibliothèque. 3. Utilisez String.getBytes () et Newstring (octet []) avec prudence, et spécifiez toujours manuellement StandardCharsets.Utf_8 pour éviter la corruption des données causée par les différences de plate-forme. En bref, par

La cha?ne est immuable, StringBuilder est mutable et non-thread-safe, StringBuffer est mutable et file. 1. Une fois le contenu de la cha?ne créé ne peut pas être modifié, il convient à une petite quantité d'épissage; 2. StringBuilder convient à l'épissage fréquent de threads uniques et a des performances élevées; 3. StringBuffer convient aux scénarios partagés multi-thread, mais a une performance légèrement inférieure; 4. Remarquemment, définir la capacité initiale et éviter d'utiliser l'épissage de cha?ne dans des boucles peut améliorer les performances.

La programmation Javasocket est la base de la communication réseau, et l'échange de données entre les clients et les serveurs est réalisé via Socket. 1. Le socket en Java est divisé en la classe de socket utilisée par le client et la classe SERVERSOCKET utilisée par le serveur; 2. Lors de la rédaction d'un programme de socket, vous devez d'abord démarrer le port d'écoute du serveur, puis lancer la connexion par le client; 3. Le processus de communication comprend l'établissement de connexion, la lecture et l'écriture des données et la fermeture du flux; 4. Les précautions incluent l'évitement des conflits de port, la configuration correcte des adresses IP, la fermeture raisonnable des ressources et la prise en charge de plusieurs clients. La ma?trise peut réaliser des fonctions de communication réseau de base.
