Java內存模型(Java Memory Model，JMM)

今天簡單聊聊什麼叫作 Java 內存模型，不是 JVM 內存結構哦。

JMM 是一個語言級別的內存模型，處理器的硬件模型是硬件級別，Java中的內存模型是內存可見性的基本保證。從而爲咱們 volatile 實現內存可見性提供了基石。主要目的就是讓 Java 程序員在各類平臺下達到一致性訪問效果

JMM決定一個線程對共享變量的寫入什麼時候對另外一個線程可見，尤爲是在對共享變量的讀寫，修改後其餘線程馬上內讀取到，這個就是JMM主要做用。從抽象的角度來看，JMM定義了線程和主內存之間的抽象關係：線程之間的共享變量存儲在主內存（Main Memory）中，每一個線程都有一個私有的本地內存（Local Memory），本地內存中存儲了該線程以讀/寫共享變量的副本。本地內存是JMM的一個抽象概念，並不真實存在。它涵蓋了緩存、寫緩衝區、寄存器以及其餘的硬件和編譯器優化。Java內存模型的抽象示意如圖所示。

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前面咱們說到 volatile 底層原理詳解，這個語義的實現就是利用了Java的內存模型。爲咱們屏蔽了細節，實現了內存可見性，有興趣的讀者能夠看公衆號前期發的文章 volatile 底層原理實現。

爲何須要JMM？

1. 從源代碼到指令序列的重排序

在執行程序的時候，爲了提升性能，編譯器與處理器常會對指令進行重排序優化，保證執行結果與書序執行的結果是一致的，但並不能保證各個語句執行的前後順序與輸入的代碼順序一致。（固然是說在單線程的狀況下）。

因此有 volatile 修飾的代碼就不會被指令重排，至關於加了一道內存屏障，不能把後面的指令重排序到內存屏障以前。

2. Happens-before原則(先行發生)

Happens-before定義：

• 若是一個操做 Happens-before 另外一個操做，那麼第一個操做的執行結果將對第二個操做可見，並且第一個操做的執行順序在第二個操做以前。
• 兩個操做之間存在 Happens-before 關係，並不意味着必須按照代碼指定順序執行。若是重排序後的執行結果與按照 Happens-before 結果執行的結果一致，那也是能夠的。

先行發生是 Java 內存模型中定義的兩項操做之間的偏序關係，若是說操做A先行發生於B，其實就是說在發生操做 B 以前，操做 A 產生的影響能被 B 觀察到， 「影響」 包括修改了內存中共享變量的值、發送了消息、調用了方法。好比：

//在線程 A 執行 1
i =  2;`
// 在線程 B 執行 2
j = i;`
// 在線程 C 執行 3
i =  3;
複製代碼

• 假設執行順序是 1 -> 3 -> 2：那麼 j 的值是 3。

• 假設執行順序是 1 -> 2 -> 3：那麼 j 的值是 2。

若咱們想要按照 1 ，2 ，3順序執行。那麼只有同步才能保證一致性。

總而言之：

• 經過JMM內存模型，volatile 內存可見性的實現才得以保證。可是又不須要咱們去關注不一樣平臺的細節。當對一個 volatile 修飾的變量修改是，JMM 會把該線程對應的本地內存中的共享變量刷新到主內存中。

• 當讀一個 volatile 變量的時候， JMM 會把該線程對應的本地內存設置無效，並從主內存中讀取共享變量。

• volatile 在知足 Happens-before原則狀況下，禁止指令重排序。

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