JMM（Java内存模型）核心概念 —— happensbefore原则

happensbefore是JMM最核心的概念。对应Java程序员来说，理解happen-before是理解JMM的关键。

JMM的设计

从JMM设计者的角度，再设计JMM时，需要考虑两个关键因素。
1.程序员对内存模型的使用。程序员希望内存模型易于理解、易于编程。程序员希望基于一个强内存模型来编写代码。
2.编译器和处理器对内存模型的实现。编译器和处理器希望内存模型对它们的束缚越少越好，这样它们就可以做尽可能多的优化来提高性能，编译器和处理器希望实现一个弱内存模型。
由于这两个因素互相矛盾，所以JSR-133专家组在设计JMM时的核心目标就是找到一个好的平衡点：一方面，要为程序员提供足够强的内存可见性保证，另一方面，对编译器和处理器的限制要尽可能地放松。下面让我们看看JSR-133是如何实现这一目标的。

double pi = 3.14; //A
double r = 1.0;   //B
double area = pi * r * r; //C

上面计算圆的面积的实例代码存在3个happensbefore关系，如下：

• A happens-efore B
• B happens-efore C

• A happens-efore C
  在3个happens-before是必需的，但1是不必要的。因此，JMM把happens-before要求静止的重排序分为了下面两类。

• 会改变程序执行结果的重排序

• 不会改变程序执行结果的重排序
  JMM对这两种不同性质的重排序，采取了不同的策略。

• 对于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静止这种重排序。

• 对于不会改变程序执行结果的重排序，JMM对编译器和处理器不做要求（JMM允许这种重排序）
  下面是JMM的设计图：

happens-before定义

1>如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。
2>两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按happens-before关系来执行的结果一致，那么这种重排序并不违法（也就是说，JMM允许这种重排序）

happens-before与as-if-serial的区别

1>as-if-serial语义保证单线程内程序的执行结果不被改变，happens-before关系标注正确同步的多线程程序的执行结果不被改变。
2>as-if-serial语义给编写单线程程序的程序员创造了一个幻境：单线程程序是按程序顺序来执行的。happens-before关系给编写正确同步的多线程程序的程序员创造了一个幻境：正确同步的多线程按happens-before指定的顺序来执行的。

happens-before原则

1>程序顺序规则：一个线程中每个操作，happens-before于该线程中任意后续操作。

2>监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁加锁。

3>volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。

4>传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C,那么A happens - before C

5>start()规则：如果线程A执行操作Thread.start()（启动线程B）,那么A线程的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。

6>join规则：如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回，那么线程B中任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。

如果有不足还请多多指教。