一、什么是JMM？
java内存模型（即java memory model，简称JMM），本身是一种抽象的概念，并不真实存在，它描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式。
二、概念区分
JVM内存模型：描述的是多线程允许的行为。
JVM内存结构：描述的是线程运行所设计的内存空间。
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三、抽象示意图
由于JVM运行实例的实体是线程，而每个线程创建时都会为其创建一个工作内存，有些地方称为栈空间，用于存储线程私有的数据。而java内存模型中，规定所有变量都存储在主内存中，主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问，但线程对变量的操作（即读取赋值等），必须在工作内存中进行。
首先将变量从主内存拷贝到自己的工作内存当中，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写回主内存，不能直接操作主内存中的变量。工作内存中存储着主内存的变量的副本拷贝，工作内存是每个线程的私有区域，因此不同线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信，也就是传值必须通过主内存来完成。
四、JMM的主内存
1、所有线程创建的实例对象都存放在主内存中
2、包括成员变量、类信息、常量、静态变量等
3、由于是共享数据区域，多个线程对同一个变量进行访问时，可能会引发线程安全问题。
五、JMM的工作内存
1、主要存储当前方法的所有本地变量信息，其实工作内存存储的是主内存中的变量副本的拷贝，每个线程只能访问自己的工作内存，即线程中的本地变量对其他线程不可见的，就算两个线程执行的是同一段代码，它们也会各自在自己的工作内存中创建属于当前线程的本地变量。
2、字节码行号指示器、Native方法信息
3、由于工作线程是每个线程的私有数据，线程间无法相互访问工作内存，因此存储在工作内存的数据，不存在线程的安全问题。
六、主内存与工作内存的数据存储类型以及操作方式归纳
1、根据虚拟机规范，对于一个实例对象中的成员方法而言，如果方法中包含本地变量是基本数据类型的，比如说blooean、byte、short、char、int、long、float、double等，这些本地变量将直接存在在工作内存的栈帧结构中；
2、但倘若本地变量是引用类型的，那该变量的引用会存储在工作内存的栈帧中，而对象实例将存储在主内存，即数据共享区域堆当中；
3、但对于实例对象的成员变量（不管是基本数据类型或者包装类型，还是引用类型）、static变量、类信息均会被存储在主内存中；
4、在主内存中的实例对象，可以被多线程共享，倘若两个线程同时调用了同一个线程的同一个方法，那么两个线程会将要操作的数据拷贝一份到自己的工作内存中，执行完成操作之后，才刷新到主内存里面。
七、JMM如何解决可见性问题
把数据从内存加载到缓存、寄存器，然后运算结束，然后写回主内存。
如果处理器对某个变量进行了修改，可能只是体现在该内核的缓存里，这是个本地状态，而运行在其他内核上的线程，可能加载的是旧状态，这很可能导致一致性的问题，从理论上说，多线程共享引入了复杂的数据依赖性，不管编译器、处理器怎么做、重排序都必须尊重数据依赖性的要求，否则就打破了数据的正确性，这就是JMM所要解决的问题。
八、指令重排序需要满足的条件
在执行程序的时候，为了提高性能，处理器和编译器常常会对指令进行重排序，但是不能随意重排序，即不是想怎么排序就怎么排序，它需要满足一下两个条件：
- 但单线程环境下不能改变程序运行的结果
- 存在数据依赖关系的不允许重排序
其实这两点可以归结为一点：
无法通过happens-before原则推导出来的，才能进行指令的重排序。
JMM内部的实现通常是依赖于所谓的内存屏障，通过禁止某些重排序的方式，提供内存可见性保证，也就是实现了各种happens-before的规则。与此同时，更多的复杂度在于需要尽量确保各种编译器、各种体系结构的处理器能够提供一致的行为。
在JMM中，如果一个操作执行的结果需要对另外一个操作可见，那么这两个操作之间必须存在happends-before的关系。
happends-before原则非常重要，它是判断数据是否存在竞争、线程是否安全的主要依据。依靠这个原则，我们便能解决在并发环境下，两个操作之间存在冲突的问题。
九、happens-before的八大原则
1、程序次序规则
一段代码在单线程中执行的结果，是有序的。注意是执行结果是有序的，因为虚拟机处理器会对指令重排序，虽然重排序了，但并不会影响程序的执行结果，所以程序最终执行的结果与顺序执行的结果是一致的，故而这个规则只对单线程有效，在多线程环境下就无法保证准确性了；
2、锁定规则
无论是单线程环境还是多线程环境中，一个锁处于被锁定的状态，那么必须执行unlock操作，后面才能进行lock操作；
3、votile变量规则
这是一条比较重要的规则，它标志着volatile保证了线程的可见性，通俗的讲，如果线程先去写一个volatile的变量，然后线程去读这个变量，那么这个写操作一定是happends-before这个读操作；
4、传递规则
如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C；
5、线程启动规则
Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作；
6、线程中断规则
假设两个线程A和B，A先做了一些操作（即operation A），然后调用B线程的interrupte方法，当B线程感知到自己的中断标识被设置的时候，operation A中的操作结果对B是可见的，也就是operation A调用interrupte方法，那B的标志位就已经变化了，B也能感知的到；
7、线程终结规则
线程A在执行的过程中，通过自定Thread B.join去等待线程B终止，那么线程B在终止之前，对共享变量的修改，在线程A等待返回后是可见的；
8、对象终结规则
结束和开始表明在时间上，一个对象的构造函数必须在它的finalize方法调用时执行完，根据这条规则，可以确保在对象的finalize方法执行时，该对象的所有filed字段值都是可见的。
十、happens-before的概念
如果两个操作不满足上述任意一条happens-before规则，那么这两个操作就没有顺序的保障，JVM可以对这两个操作进行重排序；
如果操作A happens-before操作B，那么操作A在内存上所做的操作对操作B都是可见的。
举例：
private int value = 0;
public int read(){
return value;
}
public void write(int value){
this.value = value;
}
如果线程A执行write方法，而线程B执行read方法，且线程A优先于线程B执行，那么线程B获得的结果是什么呢？
我们开始分析happens-before八大原则，5、6、7、8不满足，因为无关；1不满足，因为是多线程；2不满足，因为没有使用锁；3不满足，因为value没有使用volatile修饰；4不满足，不存在传递。
所以我们无法通过happens-before原则推导出A happens-before B。所以这段代码是线程不安全的。
如何解决？
满足规则2和规则3其中一个即可，即使用synchronize或者volatile。
private volatile int value = 0;
public int read(){
return value;
}
public void write(int value){
this.value = value;
}
private int value = 0;
public int read(){
return value;
}
public synchronized void write(int value){
this.value = value;
}