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5. Java内存模型之JMM

5.1 先从大场面试开始

你知道什么是Java内存模型JMM吗？

JMM和volatile他们两个之间的关系？

JMM没有那些特征或者它的三大特征是什么？

为什么要有JMM，它为什么出现？作用和功能是什么？

happens-before先行并发原则你有了解过吗？

5.2 计算机硬件存储体系

5.3 Java内存模型Java Memory Model

JMM（Java内存模型Java Memory Model）本身是一种抽象的概念并不真实存在，它仅仅描述的

是一组约定或规范，通过这组规范定义了程序中（尤其是多线程）各个变量的读写访问方式并决定

一个线程对共享变量的写入以及如何变成对另一个线程可见，关键技术点都是围绕多线程的原子

性、可见性和有序性展开的。

能干吗？

• 通过JMM来实现线程和主内存之间的抽象关系

• 屏蔽各个硬件平台和操作系统的内存访问差异以实现让Java程序再各种平台下都能达到一致性的内存访问效果。

5.4 JMM规范下三大特性

可见性：是指当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即知道该变更，

JMM规定了所有的变量都存储在主内存中。

系统中主内存共享变量数据修改被写入的时机是不确定的，多线程并发下很可能出现“脏读”，所以

每个线程都有自己的工作内存，线程自己的工作内存中保存了该线程使用到的变量的主内存副本拷

贝，线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在线程自己的工作内存中进行，而不能够直接

写入主内存中的变量，不同线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递

均需要通过主内存来完成。

但是如果不加原子性，会出现“线程脏读”

原子性：指一个操作是不可被打断的，即多线程环境下，操作不能被其他线程干扰

有序性：对于一个线程的执行代码而言，我们总是习惯性地认为代码的执行总是从上到下，有序执

行。但为了提升性能，编译器和处理器通常会对指令序列进行重新排序。Java规范规定JVM线程内

部维持顺序化语义，即只要程序的最终结果与它顺序话执行的结果相等，那么指令的执行顺序可以

与代码顺序不一致，此过程叫指令的重排序。

5.5 JMM规范下多线程对变量的读写过程

由于JVM运行程序的实体是线程，而每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存（有的地方成

为栈空间），工作内存是每个线程的私有数据区域，而Java内存模型中规定所有变量都存储在主内

存，主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问，但线程对变量的操作（读写赋值等）必须在工

作内存中进行，首先要将变量从主内存拷贝到线程自己的工作内存空间，然后对变量进行操作，操

作完成后再将变量写回主内存，不能直接操作主内存中的变量，各个线程中的工作内存存储着主内

存中的变量副本拷贝，因此不同的线程无法访问对方的工作内存，线程间的通信（传值）必须通过

主内存来完成，其简要访问过程如下图：

JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：

• 线程之间的共享变量存储在主内存中（从硬件角度讲就是内存条）
• 每个线程都有一个自己的本地工作内存，本地工作内存中存储了该线程用来读写共享变量的副本（从硬件角度来说就是CPU的缓存）

总结：