面试题：请介绍⼀下 JMM(Java 内存模型)

面试题：请介绍⼀下 JMM(Java 内存模型)

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关键词

• CPU缓存一致性协议（例如MESI），多个CPU核心之间缓存不会出现不同步的问题
• Store Buffer、Load Buffer和L1之间却是异步的 （缓存和主内存之间不是完全同步的）
• 内存重排序（Memory Ordering）：Store Buffer的延迟写入
• CPU内存重排序 造成 内存可见性 问题
• volatile保证变量的可见性：每次使⽤它都到主存中进⾏读取
• 内存屏障：禁止编译器重排序和 CPU 重排序

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一、为什么会存在“内存可见性”问题

下图为x86架构下CPU缓存的布局，即在一个CPU 4核下，L1、L2、L3三级缓存与主内存的布局。每个核上面有L1、L2缓存，L3缓存为所有核共用。

因为存在CPU缓存一致性协议，例如MESI，多个CPU核心之间缓存不会出现不同步的问题，不会有“内存可见性”问题。

缓存一致性协议对性能有很大损耗，为了解决这个问题，又进行了各种优化。例如，在计算单元和L1之间加了Store Buffer、Load Buffer（还有其他各种Buffer），如下图：

L1、L2、L3和主内存之间是同步的，有缓存一致性协议的保证，但是Store Buffer、Load Buffer和L1之间却是异步的。向内存中写入一个变量，这个变量会保存在Store Buffer里面，稍后才异步地写入L1中，同时同步写入主内存中。

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