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本文收錄於JavaStarter，裏面有我完整的Java系列文章，學習或面試均可以看看哦git
（一）概述
不少人會把Java內存區域（運行時數據區）和Java內存模型（JMM）搞混，這二者是徹底不同的東西。github
Java內存區域是指JVM運行時數據分區域存儲，而Java內存模型是定義了線程和主內存之間的抽象關係，瞭解Java內存模型是學好Java併發編程的基礎。面試
（二）Java內存模型
Java內存模型中規定了全部的變量都存儲在主內存中，每條線程還有本身的工做內存，線程對變量的全部操做都必須在工做內存中進行，而不能直接讀寫主內存中的變量。咱們來看一張圖：編程
每一個線程擁有一個本身的私有工做內存，須要變量時從主內存中拷貝一份到工做內存，若是更新過變量以後再將共享變量刷新到主內存。緩存
可是兩個線程之間，是沒有辦法讀取對方工做內存中的變量值的。看一個例子：微信
public class Test {
private static boolean flag=false;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("waiting");
while (!flag){}
System.out.println("in");
}
}).start();
Thread.sleep(2000);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("change flag");
flag=true;
System.out.println("change success");
}
}).start();
}
}
首先定義了一個靜態變量flag爲false，A線程等待flag等於true後輸出in，因而咱們新開一個線程將flag修改成true。結果是A線程依舊沒法輸出in。併發
原理看Java內存模型的圖就理解了，不一樣的線程修改變量，對本地線程是不可見的。ide
（三）JMM數據的原子操做
經過上面這段代碼，咱們已經知道了Java內存模型的結構，那麼工做內存和主內存之間是如何讀取變量又是如何修改變量的呢？JMM提供了對變量的一系列原子操做。咱們先不講理論，看個圖，這個圖描述了上面一段代碼的執行過程：性能
整個過程一共十步，重複幾個步驟不講了，我把不重複的六個操做列一下：
read：從主內存讀取數據
load：將主內存讀取到的數據寫入工做內存
use ：從工做內存中讀取數據來使用
assign：把計算好的值從新賦值到工做內存中
store：將工做內存數據寫入主內存
write：將store過去的變量賦值給主內存中的變量
經過上面的圖，對下面六個原子操做的理解應該能夠更加深入了。JMM的原子操做一共有八個，下面列出剩下的兩個
lock：將主內存變量加鎖，標識爲線程獨佔狀態
unlock：將主內存變量解鎖，解鎖後其餘線程能夠鎖定該變量
（四）JMM緩存不一致問題
從前面的例子咱們已經看到了，一個線程修改完數據，另一個線程沒法當即可見，這就是JMM緩存不一致的問題，有兩種解決辦法：
加鎖：
還記得咱們沒有用到過的JMM原操做的最後兩個嗎，lock和unlock，使用這兩個操做就能夠實現緩存一致性，一個線程想要獲取某個主內存變量時，先使用lock將主內存變量加鎖，只有他才能使用，等用完後再unlock，其餘線程才能競爭。可是加鎖意味着性能低。
MESI緩存一致性協議：
這個協議涉及到cpu的總線嗅探機制，從上面的JMM執行的流程圖中咱們能夠看到當某個線程修改了共享變量後，他會回寫到主內存，MESI緩存一致性協議就是經過cpu的總線嗅探機制，將其餘也正在使用該變量的線程的數據失效掉，使得這些線程要從新讀取主內存中的值，從而保證緩存最終一致性。（volatile的實現原理）
（五）總結
Java內存模型在多併發中十分重要，包括後面學習volatile或者synchronized這個關鍵字的時候，都會回到這個Java內存模型中。