JMM内存模型

java内存模型

Java内存模型即Java Memory Model，简称JMM。JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式。JVM是整个计算机虚拟模型，所以JMM是隶属于JVM的，JMM是java虚拟机内存管理规范。

JMM和硬件的关系

线程，工作内存，主内存工作交互图（基于JMM规范）

主内存

主要存储所有线程创建的实例对象，包括实例对象的成员变量和本地变量

工作内存

每一个线程所独立的一个工作区间，该区间只是对该线程所独有，不对其他线程所可见。当cpu切换时间片执行对应的线程事，该线程的工作区间会从主内存中拷贝一份数据放到工作内存中，供该线程做执行，执行完操作之后，cpu会将工作内存中的数据刷新到主内存中去，当存在多个线程对一个主内存中的同一数据进行操作的，会存在数据安全性的问题。

硬件关系

jvm内存模型和计算机硬件之间没有必然的联系，计算机硬件存储只要有主内存，cpu一级或者多级缓存，寄存器，jmm中的定义的工作内存和主内存都存在于硬件的主内存中，所以JMM是一种规范，是一个约束模型。
java多线程执行是会存在安全性问题，例如在这里插入代码片 Thread t1 =

private volatile static int x = 0, y = 0;
 private  static int a = 0, b = 0;
 
new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    shortWait(10000);
                    a = 1;
                    x = b;
//                    UnsafeInstance.reflectGetUnsafe().fullFence();
                }
            });

            Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    b = 1;
//                    UnsafeInstance.reflectGetUnsafe().fullFence();
                    y = a;
                }
            });

上述代码比较简单，可以通过简单的分析就可以得到x和y存在的几种情况

x	y	原因
0	1	顺序执行，先执行t1，执行完成之后执行t2
1	0	顺序执行，先执行t2，执行完成之后执行t1
1	1	先执行t1，赋值a=1之后，cpu去换执行t2，t1等待，t2执行完之后，在继续执行t1
0	0	指令重排导致的问题，后续说明

代码执行之后产生较大的不确定性，所以需要进行数据的同步操作

数据同步八大原子操作

（1）lock(锁定)：作用于主内存的变量，把一个变量标记为一条线程独占状态
（2）unlock(解锁)：作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
（3）read(读取)：作用于主内存的变量，把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
（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工作内存的变量副本中
（5）use(使用)：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎
（6）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
（7）store(存储)：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write的操作
（8）write(写入)：作用于工作内存的变量，它把store操作从工作内存中的一个变量的值传送到主内存的变量中

如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存中，就需要按顺序地执行read和load操作，如果把变量从工作内存中同步到主内存中，就需要按顺序地执行store和write操作。但Java内存模型只要求上述操作必须按顺序执行，而没有保证必须是连续执行。