Java内存模型JMM

Java 内存模型

Java 内存模型（JMM）是一种抽象的概念，并不真实存在，它描述了一组规则或规范，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。试图屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让 Java 程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果。
注意JMM与JVM内存区域划分的区别：JMM描述的是一组规则，围绕原子性、有序性和可见性展开；相似点：存在共享区域和私有区域

主内存与工作内存
处理器上的寄存器的读写的速度比内存快几个数量级，为了解决这种速度矛盾，在它们之间加入了高速缓存。

加入高速缓存带来了一个新的问题：缓存一致性。如果多个缓存共享同一块主内存区域，那么多个缓存的数据可能会不一致，需要一些协议来解决这个问题。

所有的变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存，工作内存存储在高速缓存或者寄存器中，保存了该线程使用的变量的主内存副本拷贝。

线程只能直接操作工作内存中的变量，不同线程之间的变量值传递需要通过主内存来完成。

数据存储类型以及操作方式

• 方法中的基本类型本地变量将直接存储在工作内存的栈帧结构中；
• 引用类型的本地变量：引用存储在工作内存，实际存储在主内存；
• 成员变量、静态变量、类信息均会被存储在主内存中；
• 主内存共享的方式是线程各拷贝一份数据到工作内存中，操作完成后就刷新到主内存中。

内存间交互操作
Java 内存模型定义了 8 个操作来完成主内存和工作内存的交互操作。

read：把一个变量的值从主内存传输到工作内存中load：在 read 之后执行，把 read 得到的值放入工作内存的变量副本中use：把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎assign：把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量store：把工作内存的一个变量的值传送到主内存中write：在 store 之后执行，把 store 得到的值放入主内存的变量中lock：作用于主内存的变量unlock

指令重排序的条件

• 在单线程环境下不能改变程序的运行结果；
• 存在数据依赖关系的不允许重排序；
• 无法通过Happens-before原则推到出来的，才能进行指令的重排序。