02-java内存模型：解决并发编程的可见性、有序性问题

并发编程的两个问题：缓存导致的不可见，编译优化导致的有序性问题

解决：禁用缓存，禁用编译优化。但是总不能所有程序都禁用吧，这样程序的性能就堪忧了。

Java内存模型：按需禁用缓存，禁用编译优化。

从本质上来讲，Java内存模型规范了JVM如何提供按需禁用缓存和编译优化的方法。具体来说，这些方法包括volatile、synchronized、和final三个关键字，以及七项happens-before规则。

一、volatile

　　它修饰的变量，告诉编译器，对这个变量的读写，不能使用cpu缓存，必须从内存中读取或写入。

二、synchronized

　　管程，在Java中指的就是synchronized。在进入代码块之前，会自动加锁，在代码块执行完会自动释放锁。

三、final

　　它修饰的变量，告诉编译器：这个变量生而不变，可以可劲儿优化。

 

happens-before规则：

1、程序的顺序性规则

指在一个线程中，按照程序顺序，前面的操作happens-before于后续的任意操作

2、volatile变量规则

指 对一个volatile变量的写操作，happens-before于后续对这个volatile变量的读操作。

3、传递性

如果A  happens-before于B，B happens-before于 C，那么A happens-before 于 C。

4、管程中锁的规则

即synchronized代码块happens-before于后续进入该代码块以及后续的所有操作。

5、线程start（）规则

线程A启动子线程B，那么子线程B能够看到线程A在启动线程B前的操作。

6、线程join（）规则

这条是关于线程等待的。在线程A中调用线程B的join（）并成功返回，那么线程B中的任意操作happens-before于该join（）操作的返回。

7、线程终止规则

(1).线程终止规则：线程中的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测，我们可以通过Thread.join（）方法结束、Thread.isAlive（）的返回值等手段检测到线程已经终止执行。
(2).线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测到是否有中断发生。

 

四、Java内存模型底层怎么实现的？

主要是通过内存屏障(memory barrier)禁止重排序的，即时编译器根据具体的底层体系架构，将这些内存屏障替换成具体的 CPU 指令。对于编译器而言，内存屏障将限制它所能做的重排序优化。而对于处理器而言，内存屏障将会导致缓存的刷新操作。比如，对于volatile，编译器将在volatile字段的读写操作前后各插入一些内存屏障。