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概念
Java內存模型(Java Memory Model，JMM)JMM主要是爲了規定了線程和內存之間的一些關係。根據JMM的設計，系統存在一個主內存(Main Memory)，Java中所有變量都儲存在主存中，對於所有線程都是共享的。每條線程都有自己的工作內存(Working Memory)，工作內存中保存的是主存中某些變量的拷貝，線程對所有變量的操作都是在工作內存中進行，線程之間無法相互直接訪問，變量傳遞均需要通過主存完成。
特性
原子性
指一個操作是不可中斷的，即使是多個線程一起執行的時候，一個操作一旦開始，就不會被其他線程干擾
可見性
指當一個線程修改了某一個共享變量的值，其他線程是否能夠立即知道這個修改。顯然，對於串行程序來說，可見性問題 是不存在。因爲你在任何一個操作步驟中修改某個變量，那麼在後續的步驟中，讀取這個變量的值，一定是修改後的新值。但是這個問題在並行程序中就不見得了。如果一個線程修改了某一個全局變量，那麼其他線程未必可以馬上知道這個改動。
有序性
對於一個線程的執行代碼而言，我們總是習慣地認爲代碼的執行時從先往後，依次執行的。這樣的理解也不能說完全錯誤，因爲就一個線程而言，確實會這樣。但是在併發時，程序的執行可能就會出現亂序。給人直觀的感覺就是：寫在前面的代碼，會在後面執行。有序性問題的原因是因爲程序在執行時，可能會進行指令重排，重排後的指令與原指令的順序未必一致
主內存與工作內存
處理器上的寄存器的讀寫的速度比內存快幾個數量級，爲了解決這種速度矛盾，在它們之間加入了高速緩存。
加入高速緩存帶來了一個新的問題：緩存一致性。如果多個緩存共享同一塊主內存區域，那麼多個緩存的數據可能會不一致，需要一些協議來解決這個問題。
所有的變量都 存儲在主內存中，每個線程還有自己的工作內存 ，工作內存存儲在高速緩存或者寄存器中，保存了該線程使用的變量的主內存副本拷貝。
線程只能直接操作工作內存中的變量，不同線程之間的變量值傳遞需要通過主內存來完成。
數據存儲類型以及操作方式
- 方法中的基本類型本地變量將直接存儲在工作內存的棧幀結構中；
- 引用類型的本地變量：引用存儲在工作內存，實際存儲在主內存；
- 成員變量、靜態變量、類信息均會被存儲在主內存中；
- 主內存共享的方式是線程各拷貝一份數據到工作內存中，操作完成後就刷新到主內存中。
內存間交互
關於主內存與工作內存之間的具體交互協議，即一個變量如何從主內存拷貝到工作內存，如何從工作內存同步回主內存子類的細節實現，java內存模型定義了八種操作：（這八個操作都具有原子性）
lock（鎖定）：作用於主內存的變量，把一個變量標識爲一條線程獨佔的狀態。
unclock（解鎖）：作用於主內存的變量，把一個處於鎖定的狀態釋放出來。
read（讀取）：作用於主內存的變量，把一個變量的值從主內存傳輸到線程的工作內存中
load（載入）：作用於工作內存的變量，把read操作從主內存 得到的變量值放入工作內存的變量副本中。
use（使用）：作用於工作內存的變量，把工作內存中一個變量的值傳遞給執行引擎，每當虛擬機遇到一個需要使用到變量的 值的字節碼指令時將會執行這個操作。
assign（賦值）：作用於工作內存的變量，把一個從執行引擎接收到的值 賦值給工作內存的變量，每當虛擬機遇到一個給變 量賦值的字節碼指令時執行這個操作。
store（存儲）：作用於工作內存的變量，把工作內存中的一個變量的值傳遞到主內存，以便write操作使用。
write（寫入）：作用於主內存的變量，把store操作從工作內存中得到的變量的值放入主內存的變量中。
如圖:
指令重排序的條件
- 在單線程環境下不能改變程序的運行結果；
- 存在數據依賴關係的不允許重排序；
- 無法通過Happens-before原則推到出來的，才能進行指令的重排序。
happens-before 原則
- 程序次序規則：一個線程內，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發生於書寫在後面的操作
- 鎖定規則：一個unLock操作先行發生於後面對同一個鎖額lock操作
- volatile變量規則：對一個變量的寫操作先行發生於後面對這個變量的讀操作
- 傳遞規則：如果操作A先行發生於操作B，而操作B又先行發生於操作C，則可以得出操作A先行發生於操作C
- 線程啓動規則：Thread對象的start()方法先行發生於此線程的每個一個動作
- 線程中斷規則：對線程interrupt()方法的調用先行發生於被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發生
- 線程終結規則：線程中所有的操作都先行發生於線程的終止檢測，我們可以通過Thread.join()方法結束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經終止執行
- 對象終結規則：一個對象的初始化完成先行發生於他的finalize()方法的開始
jvm和jmm之間的關係
jmm中的主內存、工作內存與jvm中的Java堆、棧、方法區等並不是同一個層次的內存劃分，這兩者基本上是沒有關係的，如果兩者一定要勉強對應起來，那從變量、主內存、工作內存的定義來看，主內存主要對應於Java堆中的對象實例數據部分，而工作內存則對應於虛擬機棧中的部分區域。
從更低層次上說，主內存就直接對應於物理硬件的內存，而爲了獲取更好的運行速度，虛擬機（甚至是硬件系統本身的優化措施）可能會讓工作內存優先存儲於寄存器和高速緩存中，因爲程序運行時主要訪問讀寫的是工作內存。
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