用于屏蔽不同操作系统间的内存差异，线程和主内存之间的关系。（8种原子性语义操作）
定义Java 源代码到 CPU 可执行指令的这个转化过程要遵守哪些和并发相关的原则和规范。（8种原子性语义操作）
定义了一些并发编程相关的规范来解决一些问题，开发者可以利用这些规范更方便地开发多线程程序。（如：抽象了 happens-before 原则来解决这个指令重排序问题）

2、谈JMM前的说明

JMM只是一个抽象内存模型。
JMM和物理机内存模型不是一个范畴。
JMM和Java运行时数据区没有直接对应关系。

3、JMM示意图

JMM有8种原子内存语义操作

1、8种原子内存语义的作用

用来描述线程本地内存和主动内存的交互协议，java线程之间的通信由JMM控制。

2、8种原子语义有哪些

1、lock（锁定）：作用于主内存的变量，它把一个变量标识为一条线程独占的状态。

2、unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它吧一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才能被其它线程锁定。

3、read（读取）：作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load作用。

4、load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入到工作内存的变量副本中。

5、assign（赋值）：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量。

6、store（存储）：作用于工作内存的变量，把工作内存的变量传到主内存中，以便随后write操作。

7、write（写入）：作用于主内存的变量，把store操作从工作内存中的变量放到主内存中。

3、JMM的8中基本操作必须满足的规则

1、不允许read和load、store和write操作之一单独出现

2、发生过assign操作，必须把变量在工作内存改变后必须同步会主内存（同步的时间点不一定）

3、没有发生过assign操作，不允许把数据从工作内存同步回主内存

4、新变量只能从主内存诞生

5、一个变量同一时刻只允许一个线程对其进行lock操作，但可被同一线程多次lock，lock几次就要unlock几次（synchronized同步代码块原理实现方式）

6、一个变量执行lock操作会清空工作内存中该变量的值

7、变量没有执行lock操作则不能执行unlock操作

8、对变量执行unlock前，必须把此变量同步回主内存（synchronized同步块可见性实现原理）

注意：synchronized对线程原子性、可见行、有序性的保障，其实底层是通过8种基本操作实现的

先行先发原则

1、先行先发原则的作用

为了程序员和编译器、处理器之间的平衡，只要不改变程序的执行结果，编译器和处理器怎么进行重排序优化都行。
会改变程序执行结果的重排序，JMM 要求编译器和处理器必须禁止这种重排序
表达的意义其实并不是一个操作发生在另外一个操作的前面，虽然这从程序员的角度上来说也并无大碍。更准确地来说，它更想表达的意义是前一个操作的结果对于后一个操作是可见的，无论这两个操作是否在同一个线程里。阐述操作之间的内存可见性。

判断数据是否存在竞争，线程是否安全的依据。
JMM中的顺序性不能仅仅依靠volatile和synchronized.
先行发生原则和时间的先后顺序没什么关系

2、先行先发原则的规则

A操作先行发生于B操作，那A操作的影响能被B操作观察到。（影响包括内存共享变量值的改变、发送消息、调用方法等）

1、程序次序：一个线程内，按照程序代码的顺序，写在前面的操作先行发生于后面的操作。

2、synchronized相关：unlock先于后面的lock

一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作。（后面只时间的先后）

3、volatile相关：写先于读

对volatile的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。（后面只时间的先后）

线程相关

4、start():Thread的start()方法先行发生于此线程的每一个动作。(start()先于所有动作)

5、join()或isAlive():线程中的所有操作先行发生于对此线程的终止检验（所有动作先于Thread.join方法结束、Thread.isAlive等）

6、interrupt()：线程中断先行发生于对中断检验代码（interrupt()先于Thread.interrupted()）

7、finalize()：初始化方法的完成先于finalize()的开始

8、传递性：A操作先于B操作，B操作先于C操作，那A操作先于C操作。

3、happen before和JMM的关系

线程的三大特性

原子性

1、基本数据类型的访问读写是具备原子性的

2、lock和unlock操作没有开放个用户直接使用，但是提供了更高级别的字节码指令monitorenter和monitorexit,也就是java中的synchronized快

可见性

一个线程修改了某一个共享变量的值，其他线程是否能够立刻知道这个修改。

1、synchronized和final关键字也具有可见性

2、synchronized可见性是因为，对一个变量执行unlock前，必须先把变量同步回主内存中（执行store和write操作）这条获得的。

3、final可见性，被final修饰的字段在构造器中一旦初始化完成，其它线程就能看见该字段的值。

有序性

由于指令重排序问题，代码的执行顺序未必就是编写代码时候的顺序。

synchronized的有序性是通过 一个变量在同一时刻只允许一个线程对其进行lock操作 获得的。

Jmm对线程三大特性的保障

volatile介绍

1、volatile内部原理

volatile变量赋值后，汇编代码会多一个lock操作，相当于内存屏障，作用是使本CPU的缓存写入内存（相当于store和write操作），该写入动作会使其他cpu的缓存无效，所以valatile变量的修改对其它cpu立即可见。

2、volatile的变量新增的内存语义

1、工作内存中，每次使用使用对象前必须先从主内存刷新最新的值。（其它cpu能看到变量最新的值）

2、工作内存中，每次修改变量后必须立刻同步会主内存中。（其它线程可以看到本线程对变量的修改）

3、volatile修饰的变量不会被指令从排序优化。(a肯定在b之前执行)

volatile boolean a;

int i=3;

int j=5;

volatile boolean b;

3、volatile作用

1、只能保证变量对所有线程的可见性，不能保证原子性和有序性。

2、每次使用前，都要先刷新，执行引擎看不到不一致的情况，因此可以认为不存在一致性的问题。

3、使用Volatile变量会禁止指令重排序优化，其实就是内存屏障的作用，（volatile前的代码不会在volatile变量之后执行，volatile变量之后的代码也不会在volatile变量之前执行），保证代码的执行顺序与程序的顺序相同。

4、每次使用变量前必须从主内存刷新最新的值，每次修改变量后必须立刻同步回主内存中。

5、目前商用虚拟机几乎都把64位的数据读写操作作为原子操作来对待。

4、内存屏障

内存屏障（memory barrier）是一个CPU指令。该指令确保一些特定操作执行的顺序，或者影响一些数据的可见性。
编译器和CPU可以在保证输出结果一样的情况下对指令重排序，使性能得到优化。插入一个内存屏障，相当于告诉CPU和编译器先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行。
volatile通过插入内存屏障（Memory Barrier），在内存屏障前后禁止重排序优化，以此实现有序性。内存屏障有两个作用：一是保证特定操作的执行顺序，二是保证某些变量的内存可见性。

在这里插入图片描述